電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)安全技術(shù)的應(yīng)用研究

李曉妹，李便霞

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，鄭州 451450）

1 前言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的不斷提升，電力系統(tǒng)在陶瓷行業(yè)、電氣方面獲得了快速發(fā)展，陶瓷生產(chǎn)大量自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，為電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性提供了切實(shí)保障，促進(jìn)了電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。陶瓷生產(chǎn)線電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，相應(yīng)的對(duì)各類型電氣設(shè)備的需求也在增加，設(shè)備數(shù)量的增加，也就意味著增加了電氣系統(tǒng)的故障點(diǎn)與故障發(fā)生率。所以，為了確保陶瓷生產(chǎn)線電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，必須要應(yīng)用具有高安全等級(jí)的繼電保護(hù)安全技術(shù)，當(dāng)電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，第一時(shí)間關(guān)閉故障部分并將故障反饋到系統(tǒng)中，將故障帶來的損失控制在最低程度。鑒于此，本文對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)安全技術(shù)的應(yīng)用展開研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 繼電保護(hù)安全技術(shù)的應(yīng)用概述

2.1 應(yīng)用原理

陶瓷生產(chǎn)線在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行期間，可通過計(jì)算機(jī)設(shè)備來管理繼電保護(hù)裝置，由測(cè)量模塊定時(shí)測(cè)定系統(tǒng)的實(shí)時(shí)電壓、電流值，并將所測(cè)信息通過數(shù)據(jù)的形式上傳至邏輯模塊，邏輯模塊再根據(jù)程序運(yùn)行準(zhǔn)則，分析異常電流電壓值，判斷故障問題類型、原因，之后通過數(shù)據(jù)形式向執(zhí)行模塊傳遞執(zhí)行指令，執(zhí)行模塊在接收到指令后，迅速做出反應(yīng)，采取如自動(dòng)跳閘等保護(hù)措施[1]。繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，詳見圖1。

圖1 繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 技術(shù)作用

繼電保護(hù)技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用作用，主要是事故預(yù)防、自動(dòng)預(yù)警與控制損失。當(dāng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障的初期階段，繼電保護(hù)裝置會(huì)快速分析出故障類型、原因、位置，并迅速采取切斷設(shè)備電源的方式為系統(tǒng)提供斷電保護(hù)[2]。若系統(tǒng)故障比較嚴(yán)重，繼電保護(hù)裝置提供的保護(hù)措施無(wú)法解決時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)將事故信息傳送至控制中樞，并自動(dòng)發(fā)送預(yù)警信號(hào)，便于運(yùn)維人員快速展開設(shè)備搶修工作[2]。若系統(tǒng)故障比較嚴(yán)重，且運(yùn)維人員無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成搶修時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)根據(jù)實(shí)際情況，采取相應(yīng)的保護(hù)措施，盡可能降低故障帶來的影響與損失。

3 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)安全技術(shù)的應(yīng)用

3.1 母線繼電保護(hù)

母線的繼電保護(hù)，主要是通過差動(dòng)保護(hù)與相位保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。其中，在母線的差動(dòng)保護(hù)方式中，母線倒閘操作與母線運(yùn)作方式的改變，會(huì)導(dǎo)致母線差動(dòng)保護(hù)范圍出現(xiàn)擴(kuò)大或縮小。而且，母線元件的倒換操作，也可能會(huì)導(dǎo)致母線差動(dòng)保護(hù)對(duì)象出現(xiàn)增減。母線故障示意圖，如圖2所示。而相位保護(hù)方式，需要在實(shí)施前增設(shè)與母線元件改變特征相符合的電流互感器，之后再與二次繞組與母線側(cè)端子進(jìn)行連接，互感器安裝在差動(dòng)處。在實(shí)踐中，必須要對(duì)大、小電流的現(xiàn)實(shí)接地環(huán)境條件進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。

圖2 母線故障示意圖

3.2 變壓器繼電保護(hù)

變壓器繼電保護(hù)主要從兩方面著手，即短路保護(hù)與瓦斯保護(hù)。其中，在短路保護(hù)環(huán)節(jié)中，主要是針對(duì)變壓器的阻抗問題與過電流情況進(jìn)行繼電保護(hù)，針對(duì)變壓器阻抗問題的保護(hù)是通過阻抗元件的保護(hù)功能來實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際上就是對(duì)變電器進(jìn)行自動(dòng)斷電處理，以規(guī)避變壓器阻抗問題；而后者則需要通過變壓器兩側(cè)端元件與電源電流保護(hù)裝置的協(xié)同，對(duì)電流元件進(jìn)行繼電保護(hù)，讓電流元件及其相關(guān)時(shí)間元件在經(jīng)歷短期運(yùn)行后可自動(dòng)斷電，以避免變壓器出現(xiàn)過電流問題。而在瓦斯保護(hù)中，關(guān)于變壓器油箱的繼電保護(hù)是關(guān)鍵，因?yàn)橐坏┯拖湓谶\(yùn)行期間出現(xiàn)破損等問題，會(huì)滋生出故障電弧，極有可能導(dǎo)致油箱內(nèi)油和絕緣材質(zhì)之間出現(xiàn)分解反應(yīng)，生成大量有毒氣體，所以必須要重視變壓器油箱的繼電保護(hù)強(qiáng)度，必須時(shí)可以采取斷開電源的方法，向運(yùn)維人員發(fā)送警報(bào)信號(hào)，便于運(yùn)維人員及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理[3]。

3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)

應(yīng)用繼電保護(hù)安全技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，也是從兩方面著手，其一，嚴(yán)抓重點(diǎn)保護(hù)要點(diǎn)，尤其是定子組匝的保護(hù)。這是因?yàn)橐坏┒ㄗ咏M匝的位置出現(xiàn)短路等故障，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致局部溫度瞬時(shí)升高，甚至還會(huì)對(duì)絕緣層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損壞，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。因此，應(yīng)用繼電保護(hù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，要將匝間保護(hù)傘合適裝設(shè)到定子繞組內(nèi)，以此來避免短路問題，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的安全防護(hù)性能水平。其二，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)單相接地時(shí)，一旦檢測(cè)到流經(jīng)電流高過設(shè)定值，要立刻安排專業(yè)人員循序安裝保護(hù)接地裝置，同時(shí)結(jié)合電流與相位中心點(diǎn)設(shè)置情況，應(yīng)用繼電保護(hù)安全技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，最大程度提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的安全性。

4 影響繼電保護(hù)安全技術(shù)性的因素

繼電安全裝置能夠?qū)﹄姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)的有序運(yùn)行給予高效保障，只有安全性得到了提升和保障，才能對(duì)人們的生產(chǎn)以及生活安全給予保障，如果電力系統(tǒng)產(chǎn)生了一系列的故障，不但會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)對(duì)人們的生產(chǎn)以及生活產(chǎn)生影響，通常情況下針對(duì)繼電保護(hù)安全產(chǎn)生影響的因素有：其一，軟件因素；其二，人為因素；其三，硬件因素。

4.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件因素

繼電保護(hù)裝置軟件在具體運(yùn)行的過程中很容易發(fā)生一些誤差以及問題，所以在問題分析、設(shè)計(jì)方案以及測(cè)試方面都存在一定的隱患，這便會(huì)使繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生拒動(dòng)，如果有拒動(dòng)發(fā)生，會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置的有效運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

4.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)硬件裝置的因素

對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的另一項(xiàng)關(guān)鍵因素便是系統(tǒng)的硬件問題，在保護(hù)裝置當(dāng)中，如果繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)了問題或者通道以及接口產(chǎn)生異常情況，會(huì)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生非常大的影響，這樣便產(chǎn)生了安全性問題，使系統(tǒng)安全的風(fēng)險(xiǎn)有所提升，并對(duì)電力系統(tǒng)的安全接線產(chǎn)生了很大的負(fù)擔(dān)。

4.3 人為操作因素

在對(duì)系統(tǒng)安全性造成影響的因素當(dāng)中，人為操作產(chǎn)生的影響是非常大的，在具體工作當(dāng)中，如果技術(shù)人員沒有根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定以及規(guī)范實(shí)施，在工作中存在誤差和錯(cuò)誤，便會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體安全性造成很大的影響，為電力系統(tǒng)帶來相應(yīng)的安全隱患。

5 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)繼電保護(hù)安全技術(shù)應(yīng)用的保障措施

5.1 加強(qiáng)檢查與驗(yàn)收

對(duì)繼電保護(hù)裝置的安裝情況進(jìn)行檢查與驗(yàn)收，是提高繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用水平的重要措施。首先，要對(duì)繼電保護(hù)安全的影響因素進(jìn)行全面分析，之后針對(duì)性進(jìn)行強(qiáng)化驗(yàn)收，包括繼電保護(hù)裝置各個(gè)安全、驗(yàn)收環(huán)節(jié)的監(jiān)管工作，針對(duì)首次安裝繼電保護(hù)裝置的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，必須要結(jié)合相關(guān)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收，在實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范后，才可正式使用。其次，對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行期間有可能發(fā)生的主要故障問題進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，并制定針對(duì)性的故障處理方案，以提高后期故障處理的速度與時(shí)效性。最后，加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置安全水平的檢查，針對(duì)設(shè)備的抗干擾性能進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，不斷提高繼電保護(hù)安全技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，為繼電裝置運(yùn)行的安穩(wěn)性提供有效保障。

5.2 完善繼電保護(hù)技術(shù)

一方面，電氣系統(tǒng)工作人員要提高自身對(duì)繼電保護(hù)故障的防范意識(shí)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查、更新，確保系統(tǒng)軟件符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不斷加強(qiáng)防控，盡可能將系統(tǒng)內(nèi)部軟硬件問題引發(fā)的故障率降到最低。另一方面，不斷加強(qiáng)繼電保護(hù)力度，提高電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平、施工安全標(biāo)準(zhǔn)化，

5.3 完善相關(guān)制度

為確保繼電保護(hù)安全技術(shù)作用的有效發(fā)揮，必須要完善相關(guān)制度。具體而言，首先，建立健全責(zé)任機(jī)制，將責(zé)任層層細(xì)化至個(gè)人，一方面，確保工作人員明確自身職責(zé)，督促其落實(shí)自身管理責(zé)任，另一方面當(dāng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障后，還可以確保責(zé)任的可追溯性，對(duì)故障進(jìn)行有效處理，將故障帶來的損失降到最低。其次，結(jié)合電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，制定與之相配套的制度、方法，確定合理的管理目標(biāo)并貫徹落實(shí)。同時(shí)，安排專業(yè)技術(shù)人員定期對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行升級(jí)，避免軟硬件之間出現(xiàn)沖突或不兼容等問題。最后，提高繼電保護(hù)安全管理的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)力度，以制度為依據(jù)，快速、高效的對(duì)繼電裝置運(yùn)行期間初選的問題進(jìn)行有效處理，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。此外，還要制定人員培訓(xùn)制度，培訓(xùn)內(nèi)容以繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)、功能、運(yùn)行特征等為主，不斷提高工作人員的整體素質(zhì)，提高其對(duì)故障的辨識(shí)與處理能力[4]。

6 結(jié)論

綜上所述，繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，對(duì)陶瓷生產(chǎn)線電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性起著至關(guān)重要的作用，所以為了確保電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率，必須要重視繼電保護(hù)的安全性，降低繼電保護(hù)裝置的故障發(fā)生幾率。通過本文研究，認(rèn)為應(yīng)通過加強(qiáng)檢查與驗(yàn)收、完善繼電保護(hù)技術(shù)、完善相關(guān)制度等策略，不斷提高繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用效果，為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與運(yùn)行效率，提供切實(shí)保障，同時(shí)促進(jìn)電氣自動(dòng)化朝著智能化方向發(fā)展，為我國(guó)電力事業(yè)的健康發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。