电气自动化系统继电保护安全技术

电气自动化系统继电保护安全技术

刘建权

广西桂能工程咨询集团有限公司 广西南宁 530023

摘要：电力行业的快速发展使我国整体经济建设发展迅速，改善我国民生。随着我国电力行业不断发展，在电力系统中使用电气自动化技术显得尤为重要。而保障电力系统安全性需要依靠继电保护技术作为维护电力系统的安全保障。特别是继电保护装置的应用越来越广泛，需要对其进行必要的安全技术管理，才能发挥继电保护装置的保护功能［1］。

关键词：电气自动化系统；继电保护安全技术

引言

时代的进步，科技的发展使我国整体经济建设发展迅速，同时给予了我国各行业更大的发展空间。近年来，随着科技水平的不断提升，自动化控制技术在钢铁冶炼系统得到广泛应用，极大的提升了电气系统的自动化程度和运行稳定性。继电保护作为电气自动化系统的配套管理模式，采取更为高效的控制模式，将有效解决各类系统运行故障问题，是保障电气自动化系统安全稳定运行的关键所在。

1、电气工程自动化技术的功能

电气自动化是一种新型技术手段，可有效提高工业生产质量和效能，推动工业发展。随着信息技术高速运行，应用范围进一步拓展，在能源、建筑以及发电输电领域均有所应用。自动化技术具有强大的控制和监控功能。首先，具备集中监控功能，利用处理器作为中心监控系统的运行，第一时间发现问题，并积极处理，能够保证电力系统的稳定运行。其次，具有总线监控功能，在电力工程现场利用自动化系统对电力系统展开针对性监控，可有效减少连接隔离设备，降低设备成本，提高生产效益。最后，对系统展开远程监控，利用远程网络和数据传输进行远距离监控，可有效节约设计成本，实现灵活的监控管理和操作。

2、电气自动化系统继电保护安全技术

2.1优化设计方案

电力系统及其自动化技术的不断发展主要依靠的便是设计方案的不断优化。为了达到先进自动化技术的水准，需要一方面借鉴先进的设计方案，另一方面根据我国自身的电力系统发展状况对设计方案进行不断的优化，从每个设计的细项或小环节进行优化，进而使设计方案的整体得到大的优化。除此之外还需要对自动化设备的设计进行优化，需要相关专业的设计人员在立足于本国的设计基础之上向西方的发达国家借鉴设计经验、设计理念等，从而丰富自身的设计，促使自身的设计水平得到不断的提高。

2.2由于抗电磁干扰导致的问题分析

继电保护装置在日常运行中易受电磁干扰，主要是由于外部环境因素的影响，而系统本身存在的问题也不容忽视。电气自动化系统在运行过程中，抗电磁干扰会导致继电保护装置的动作失灵，造成严重的安全问题。如果电源电压超过 220V，电流超过 10A，电源线和信息信号线之间的距离已超过200mm，此时继电保护装置的运行会受到电磁场的干扰。当继电保护装置运行中产生故障时，维修人员拆卸部件，不采取措施防止静电，会对继电保护装置产生不良影响。特别是维修人员接触继电保护装置和元件时，不采取必要的安全措施会造成严重后果。

2.3继电保护装置

继电保护是电力电气工程十分重要的环节，加强继电保护，能够利用自动化技术提高继电保护装置的安全稳定。在变电设备及装置运行过程中，误操作和运行故障是常见的问题，由于人为操作失误造成故障，应用自动化继电保护装置，可有效提升继电保护装置的精度以及响应速度。系统中出现运行故障时，利用自动化继电保护装置，能够对电气设备运行参数情况展开实时监控，将监控结果对比设备参数及定值整定情况，根据逻辑判断计算结果确认是否提供保护［2］。

2.4高压电机继电保护

目前较为常见的高压电机继电保护技术措施分为电流速断保护、过负荷保护、单相接地保护、负序电流保护以及低电压保护等等。以其中电流速断保护为例。由于高压电机多为远程控制模式，将频繁进行启停控制。如若采用真空接触器作为主回路开关电器时，受到真空接触器分断能力限制，难以切断短路电流，仅能切断过负荷电流以及正常电流。因此，在出现高压电机短路故障时，继电保护系统将通过所配置高压熔断器装置，对故障电流进行切除，提供电流速断保护。

例如在百矿集团（德保）高性能铝材一体化项目电源工程高压电动机继电保护设计如上图所示。

图一、电流速断保护一般适合容量小于2000 kW的电动机，保护装置采用两相式接线。由于电动机位于供电电网的最末端，无需与其他电气元件的保护动作时限配合，可按过电流保护动作电流整定原则考虑速断保护动作值的整定，而不必涉及短路电流，以提高保护灵敏度。

图二、纵联差动保护适合于容量为2000 kW及以上的高压电动机，或者装设无时限电流速断保护不能满足灵敏度要求的容量小于2000 kW的电动机。
2.6变压器继电保护

在电气自动化系统运行过程中，受到环境等因素的干扰影响，所配置变压器设备偶尔出现油箱破损油面下降、内部短路、瓦斯等故障问题，存在较高的安全隐患。常用的变压器继电保护技术措施为，基于所配置电流、电压等电气参数元件具备的保护功能，在变压器运行后，基于运行电气参数、定值整定及逻辑计算运行指令开展自动断电动作，为变压器提供继电保护。将保护电流装置在变压器设备的两端，时间元件以及在电流、电压参数中加以设置，在变压器运行过程中，将自动切断电源，为变压器提供差动及后备保护 。在变压器设备出现瓦斯问题与油箱破损油面下降问题时，继电保护装置将自动发送预警信号，采取有效保护措施，如信号告警及切断电源。

如上图变压器一次接线及电流回路图所示，大型的主变压器继电保护一般主要有以下配置：

（1）差动保护

（2）瓦斯保护

（3）后备保护

1）差动保护范围为主变各侧电流互感器之间一次电气部分即：

（1）主变压器引出线及变压器绕组发生的多相短路。

（2）严重的内部单相闸间短路

（3）绕组及引出线上的接地故障

2）瓦斯保护

电力变压器通常利用绝缘油作为冷却和绝缘介质，当变压器内部油箱发生故障时，在故障点电流和电弧的严重作用下，变压器油和其他绝缘材料因受热而分解，产生大量气体。利用这种气体来进行保护的装置称为瓦斯保护，轻瓦斯保护作用于信号。引起重瓦斯保护动作跳闸原因，可能是由于变压器内部发生严重故障，变压器油面剧烈下降或变压器保护装置二次回路故障所引起。

3. 后备保护

后备保护的作用是为了防止外部故障引起变压器组的过电流，并作为相邻元件保护的后备以及在可能条件下变压器内部故障时主保护的后备。变压器的相间短路的后备保护通常有过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护及负序过电流保护等。大型变压器也有采用阻抗保护作为后备保护的情况。

2.7在多元的继电保护中的应用

从整体的电力电气自动化角度分析，从设备多元角度去保障电力系统良好运行。在一些实际工作中对于电力整体系统给的维护维修常常是不及时的，所以导致一些系统的安全稳定特性不能很好的发挥作用。根据这些基本情况需对集中出现的问题进行分析，联合一些基础的装置给电力系统的安全稳定运行加以保护，在一些系统的保护装置发展过程中，依据安全稳定运行需求，维护电力基础调度问题。在电力自动化技术的继电保护状态下，通过独特的装置进行详细的监测，结合数据要求在多元化的远程阶段进行详细的控制，通过基础带电要求去实现广泛的发展。所以通过安装继电保护装置会发挥很大的作用。

2.8加大设备投入

廉价的设备不仅使设备自身安全系数较低，而且还影响着整个电力系统及其自动化技术的运营安全。因此为了提高电力系统及其自动化技术的运行安全、运行效率以及运行质量，需要大量的引进先进的有质量保证的电力设备，在引进之前需要经过严格的筛选，选出既有质量保证又符合我国当前电力系统运行规范，具有良好衔接能力的设备。在引进之后还要对设备进行反复的试用，保证其有良好的运行质量和运行效率以及可靠稳定的运行状态等，以此保证电力系统的基础性运转。为了保证设备长久性的良好运转，应做好设备的管理、检查和维修等工作。设备长时间的、连续性的工作，所以经常会出现一些元器件损伤或损坏的问题，这些问题迫切需要及时的被维修或更换，所以要对电力设备进行定期检查。检查包括运行时检查和停运时检查，如果发现问题首先需要停止设备的使用，再对其记录和维修［3］。

结语

综上所述，继电保护安全技术的应用情况，对电气自动化系统的安全高效运行具有重要意义。因此，企业应加强对继电保护安全技术的应用与研发力度，不断探索继电保护安全技术与电气自动化系统实际运行情况相适宜的应用模式。

参考文献

［1］孙彩虹.继电保护自动化技术在电力系统中的应用解析［J］.通信电源技术，2018，35（10）：114-115.

［2］刘娜.简析电气自动化系统继电保护安全管理［J］.华东科技：学术版，2016，3（11）：223-223.

［3］李科．继电保护故障分析处理系统在电力系统中的实践与探究［J］．信息通信，2019，193(01):88-90．