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电气自动化系统继电保护浅析

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：张晓丹

[导读] 摘要：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。

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        摘要：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。
        关键词：电气自动化系统；继电保护；分析
        1 继电保护安全技术的应用概述
        1.1 应用重要性
        继电保护安全技术则基于这一现象，在系统电压电流出现大幅波动，或是超过额定值时，将采取自动跳闸等方式，为供电系统提供断电保护，将系统故障问题所造成损失程度控制在一定范围内，为后续事故处理工作的开展争取时间。总体来讲，对继电保护安全技术的应用，既做到了对系统故障问题所造成经济损失程度的控制，同时，大幅增强了电气自动化系统应急管理水平，及时发现并消除各处安全隐患。
        1.2 应用原理
        在系统运行中，将借助计算机对配置的继电保护装置进行管理，定期对系统实时电流电压值进行测定。测量模块将所测定信息以数据形式上报至逻辑模块。逻辑模块基于程序运行准则，对异常电流电压值进行分析，确定系统运行故障问题类型、诊断故障成因、向执行模块采取数据形式传达相应执行指令。执行模块快速执行所接收控制指令，采取自动跳闸等保护措施。
        1.3 技术作用
        在电气自动化系统中，继电保护安全技术的主要应用作用为事故预防、自动预警及控制损失，具体如下。在各类电气自动化系统运行故障早期出现阶段，继电保护装置将根据系统电流电压测量值的异常情况，快速发现系统故障问题、锁定故障点，并采取切断设备电源等方式，为系统提供断电保护。在系统运行故障问题较为严重时，继电保护装置所采取各项保护措施难以彻底解决系统故障问题时，装置将事故信息上传至控制中枢，并向值班人员发送自动预警信号，辅助值班人员及检修人员开展后续系统及设备抢修工作，快速恢复系统正常运行状态。在系统运行故障问题过于严重，且难以在短时间内完成抢修作业时，继电保护装置将结合实际情况采取各项保护措施，最大程度减少系统运行故障所造成的损失，避免故障进一步恶化。
        2 继电保护安全技术在电气自动化系统中的具体应用
        2.1 母线继电保护
        母线继电保护技术的常用保护技术手段为相位保护以及差动保护。其中，对相位保护措施的实施，将全面改善母线的运行状态及各项性能属性。而在构建差动保护机制时，提前在母线元件中设置适当型号的电流互感器装置，通过二次绕组，将电流互感器与母线侧端子加以连接，将其在差动部位进行安装。同时，当电气自动化系统母线处于不同工作环境时，所采取继电保护措施也有所不同。
        2.2 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。
        2.3 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、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，基于所配置阻抗元件具备的保护功能，在变压器运行一定时间后，基于程序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电流中加以设置。

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在变压器运行过程中，将自动切断电源，为变压器提供过电流继电保护；在变压器设备出现瓦斯问题与油箱破损问题时，继电保护装置将自动发送预警信号，采取有效保护措施，如切断电源。
        3 提高电气自动化系统机电保护的安全技术措施
        根据继电保护安全技术实际应用情况，技术应用主要影响因素包括硬件装置、软件系统与人为操作。企业在运用继电保护安全技术时，应采取以下技术措施，确保技术应用效能得到充分发挥。
        3.1 强化验收环节
        在继电保护装置进场、安装等环节中，应重复对继电保护装置的性能质量、参数型号进行检验，确保装置性能质量与实际使用需求、相关检验标准完全符合后，方可开展继电保护装置安装作业，并投入使用。在设备质量检验环节中发现存在性能隐患的装置时，须及时更换，并对新配置的保护装置开展重复质量检验工作。
        3.2 完善技术相关标准
        目前，部分企业现行的继电保护安全技术相关标准和细节有待完善补充，难以为技术应用、继电保护系统管理工作的开展提供明确参照，同时，也时常出现管理盲区、交叉管理等问题，导致各项技术性问题没有得到彻底解决。因此，应不断对技术相关标准加以完善补充，构建安全问题责任制，对各部门的具体职责范围、工作内容进行明确界定。同时，对现场核查工作制度内容加以细化补充。明确要求工作人员遵循安全自动装置及继电保护装置的“三核对”工作原则，依次对现场执行定制单与调度台定值单、装置定值与现场执行定制单、状指压板与实际运方的一致性进行检查。
        3.3 提高继电保护操作的准确性
        在进入设备时应该在调度划分的范围内进行操作，在退出继电保护设备时应该先向调度人员进行请示，得到允许才可以退出。应该在操作中不断积累经验，熟练掌握操作的技巧，从而在运行中及时的发现设备中存在的问题，提出相应的解决对策。第一，出现母差保护和计算机保护的问题。应该及时进行退出操作，避免对系统造成伤害。例如，当母差直流电压消失时应该立刻进行退出操作，提高线路的稳定性。第二，出现高频保护或者距离保护的情况。这时系统中的信号或者电流出现问题，应该马上进行退出操作，系统启动保护机制，为电流营造一个稳定运行的环境。
        3.4 完善继电保护工作的可靠性
        要想实现继电保护工作的可靠性，就应该协调好研发、制作、安装、操作、维修、调试管理的各个环节，确保每项工作都可以正确有效地实施。第一，加强操作人员的职业素养，应该明确所属岗位的义务和职责，提高自身操作的水平。维修人员应该制作设备的维修档案，为之后的工作提供蓝本。第二，选取高质量的设备。因为继电保护设备具有重要的意义，其内部的硬件装置有明确的要求。所以应该采购高质量的设备，保障运行的效果。第三，提高晶体导管保护装置的运行效果，避免高压电流对它的冲击，减少外部因素对它的干扰。
        4 结束语
        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。
        参考文献
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