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1電氣工程與繼電保護

電氣工程及其自動化是各項科技的綜合應用，其包括電力電子技術、計算機技術、電機電器技術信息、網(wǎng)絡控制技術等，為電力系統(tǒng)調(diào)度運行提供多方面支撐，確保地區(qū)電網(wǎng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，屬于一門綜合實用性的技術理論。繼電保護是利用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件，例如發(fā)電機、變壓器、輸電線路等，有效避免電氣設備受到異常損壞。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設備從系統(tǒng)中切除或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。

2繼電保護系統(tǒng)的主要構成

電力系統(tǒng)是電能供應傳輸?shù)年P鍵，與繼電保護系統(tǒng)聯(lián)用共同構成安全穩(wěn)定的用電環(huán)境。繼電保護在電力系統(tǒng)中是不可缺少的部分，常作為用電安全保護平臺，主要構成包括：

2.1測量部分

是測量通過被保護的電氣元件的物理參量，并與給定的值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應該啟動。例如，輸電線路以變壓器為運轉(zhuǎn)中心，對原始電能高低進行調(diào)配，按照用電區(qū)域電壓承載力實施調(diào)控，通過繼電測量可促進電能調(diào)配效率提高。

2.2邏輯部分

使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型和范圍，最后確定是應該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是否動作及是否延時等，并將對應的指令傳給執(zhí)行輸出部分。例如，繼電保護器與配電變壓器組合應用，可根據(jù)用電單位要求，嚴格控制配電量、電壓高低，保障用戶安全用電。

2.3輸出部分

根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護裝置所承擔的任務。如在故障時動作于跳閘，不正常運行時發(fā)出信號，而在正常運行時不動作等。繼電保護器按照電力控制指令要求，執(zhí)行某個安全防護程序，并且將指令結(jié)果安全傳輸至調(diào)度中心，從而提升了繼電保護控制器的工作性能。

3電氣工程中的繼電保護功能

人類社會正處于信息化改革階段，信息技術應用于各個行業(yè)是發(fā)展趨勢，也是繼電保護技術控制的關鍵。繼電保護是電氣工程科技化改造的新方向，充分利用互聯(lián)網(wǎng)平臺優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)電力運行的不足，加快了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡層次改造進度，構建了符合現(xiàn)代化電力控制的安全調(diào)度模式。

3.1監(jiān)控功能

電力系統(tǒng)安全化發(fā)展是必然趨勢，繼電保護系統(tǒng)與電源系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等共同運行，共同參與電能資源調(diào)配運輸工作，解決地區(qū)用電操作困境。監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運行，當被保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞。

3.2調(diào)整功能

電氣系統(tǒng)將朝著“高效、優(yōu)質(zhì)、安全”等方向發(fā)展，采用繼電保護技術輔助網(wǎng)絡化運行，這是電氣系統(tǒng)優(yōu)化升級的主要思路。反映電氣設備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發(fā)出信號，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復正常，或由裝置自動地進行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。

3.3安全功能

實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動控制，均要借助繼電保護技術功能，如自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。當系統(tǒng)和設備發(fā)生的故障足以損壞設備或危及電網(wǎng)安全時，繼電保護裝置能最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響，如單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號、變壓器溫升過高等。

3.4防御功能

繼電保護技術是對電氣工程故障的綜合防護，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障風險。當前，電力系統(tǒng)均配備了專用監(jiān)測系統(tǒng)，主要是對電力設備運行情況實時監(jiān)控，為電網(wǎng)調(diào)度與控制提供真實信號。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是多項科技的綜合應用，由數(shù)字化設備參與智能調(diào)度運行，對各種電氣設備或元件均起到防護作用。例如，線路電流超標會引起燒損、斷電等故障，借助狀態(tài)監(jiān)測平臺可及時防御故障發(fā)生。

4基于繼電保護自動化控制系統(tǒng)繼電保護

自動化不僅配備了專用調(diào)度中心，也增加了一系列的安全保護基礎，形成相對穩(wěn)定的電能分配模式。隨著電力行業(yè)科技快速發(fā)展，縣級電力公司要靈活應用繼電保護技術作為防護，為電氣工程自動化改造做好前期工作，維持電氣設備工作狀態(tài)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段，基于繼電保護系統(tǒng)可組建智能保護、實時仿真、安全告警等多項保護模式，具體情況：

4.1智能保護系統(tǒng)

智能保護是電氣工程調(diào)控新技術，借助智能系統(tǒng)取代人工操作，不僅保護了電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，對人員及設備也起到了安全防護作用。例如，電氣工程中配備繼電保護器與電子感應技術聯(lián)用，當電氣系統(tǒng)出現(xiàn)異常故障之后，第一時間發(fā)出告警信號，提醒檢修人員趕往現(xiàn)場處理，防治故障擴大化產(chǎn)生的異常危害。

4.2實時仿真系統(tǒng)

仿真技術是對繼電保護系統(tǒng)的模擬運行，尤其在新安裝的電力系統(tǒng)中，借助仿真模擬平臺可預測系統(tǒng)運行狀態(tài)，正式啟動前做好對應的防護措施。實時仿真由動態(tài)保護技術構成，在電氣設備安裝結(jié)束后執(zhí)行命令。技術人員分析仿真結(jié)果，總結(jié)電力系統(tǒng)運行存在的漏洞，擬定針對性的保護處理方案。

4.3安全告警系統(tǒng)

安全告警也是電氣系統(tǒng)防護的有效方式，采用多種保護技術維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，利用安全防護層執(zhí)行監(jiān)控命令，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)連接設備出現(xiàn)故障時，立即啟動告警程序。同時，對電氣設備執(zhí)行一級防護，確保設備在故障狀態(tài)下不會二次受損，為后期檢修工作爭取了更多的時間，這也是繼電保護技術多功能應用的表現(xiàn)。

5結(jié)語

電力系統(tǒng)升級改造階段，電氣工程起到的功能作用更加明顯，新型控制系統(tǒng)將推動電力行業(yè)改革趨勢，形成更加穩(wěn)定的用電作業(yè)環(huán)境。繼電保護系統(tǒng)是電氣工程改造不可缺少的部分，將其作為電氣設備安全防護具有可行性，并且在多種異常情況下保證供電作業(yè)安全，這些是現(xiàn)代電氣自動化改革的必然趨勢。電力公司應結(jié)合電力系統(tǒng)結(jié)構運行要求，提出切實可行的電氣自動化調(diào)控方案。

作者：楊濤單位：國網(wǎng)湖南省電力公司澧縣供電分公司