电气自动化系统中继电保护的安全技术

吴 昊

（苏州市长盛电力安装工程有限公司，江苏苏州 215004）

1 继电保护的内涵

继电保护应用于电气自动化系统中，可发挥预防故障以及控制设备等作用，促使电力系统运行更加安全与稳定。在社会经济持续发展过程中，电气自动化设备应用更加广泛，人们要求相关设备具备更高的可靠性以及安全性，在设备中引入继电保护安全技术，可使系统在运行中更具稳定性、安全性，助力电力系统的现代化、智能化以及自动化发展。通过应用继电保护技术，可使电气自动化系统出现电源故障后智能启动继电保护器，准确定位故障点位，深入分析故障原因，及时发出报警信息，促使工作人员及时处理[1]。若出现严重故障，可自动跳闸，加大电气设备保护力度，使电力系统及时终止运行，防止故障影响持续扩大。在继电保护器发出报警信息之后，工作人员可及时获取电气设备发生故障的点位、原因还有具体范围等信息，并根据相关信息设置警戒线，以防发生安全事故，维护员工生命安全。工作人员在接到报警信息之后，可根据继电器反馈的故障信息尽量缩短维修时间，减少故障带来的损失。在电力自动化技术持续发展与日渐成熟背景下，系统内部结构也更加复杂，这对继电保护器提出更高需求，既要求其具备基础的监控、控制以及远程管理等功能，还要求其能共享信息资源，以立足多个角度维护电力系统安全，使系统运行更稳定。

2 电气自动化系统中影响继电保护安全的因素

2.1 软件因素

在电气自动化系统中运用继电保护装置，系统软件会一定程度上影响继电保护的安全性。首先，会影响保护范围。因为所应用的继电安全保护装置很难对电气自动化系统实现全面覆盖，应用中可能会出现行动有误或者拒绝行动等情况，难以发挥保护作用。其次，系统软件设计有待优化。部分系统软件在设计过程中未充分考虑继电保护装置实际运行需求，造成系统软件不符合工程需求或者是脱离实际情况的问题，影响保护功能的发挥。最后，继电保护逻辑存在漏洞。这主要是在继电保护逻辑设计期间缺乏全面考量，造成逻辑保护有较大漏洞问题，无法保证系统软件正常、可靠的运行。

2.2 硬件因素

在电气自动化继电保护系统中分布了多种硬件设备，像辅助电子元件、继电器等，若系统所用硬件设备质量不达标，就难以保证其安全性，从而会使整个继电保护系统的运行安全受到影响。系统中的继电器主要作用是接收信号并传递信号，同时具有电路开闭功能，此装置性能高低、质量优劣、不同地点都会使其所发挥作用有一定差异。

2.3 人为因素

人为因素也是影响电气自动化系统继电保护安全性能的关键因素，虽然和传统装置相比，新时期的继电保护系统在技术方面有了大幅提升，不过系统在安装、维护以及运行过程中都需要一定人力帮助，期间若工作人员不能严格按照有关规范与标准操作，导致工作行为失误或者未按照要求进行继电保护装置的安装工作，或者装置安装后运行中未做好保养及维修工作，也会对继电保护安全性能产生较大影响

3 电气自动化系统中继电保护的安全技术及优化对策

3.1 电气自动化系统中继电保护的安全技术

3.1.1 母线继电保护技术

在母线中应用的继电保护安全技术，以差动保护以及相位保护为主。在对母线进行差动保护期间，通过调整母线运作形式以及母线倒闸操作方式，可扩大或者缩小母线差动保护区间。在对母线元件进行倒换操作过程中，会使母线差动保护目标对象增加或者减少。对母线进行相位保护，主要是根据母线元件改变特征，增设相关电流互感器，随后和母线侧端子以及二次绕组相连接，主要于差动点位安装互感器[2]。技术实际应用中，需要根据电流的大小优化设计接地环境条件，针对大电流设置接地装置，主要通过三相布线来保护母线，而对于小电流设置接地装置，则主要是使相间短路，将两相连接，以更全面地保护母线。

3.1.2 变压器继电保护技术

变压器应用继电保护安全技术，主要涉及两方面，即瓦斯保护、短路保护。其中瓦斯保护的关键是对变压器油箱进行继电保护，如果系统运行过程中油箱发生破损等问题，将会引发故障电弧，由此很可能造成油箱中的油与绝缘材质发生分解反应，产生大量有毒气体，因此要着重在变压器油箱中引入继电保护技术，加大保护强度，必要情况下可先使电源断开，随后将报警信息发送给运维人员，方便运维人员高效、准确地进行故障处理。而在变压器短路保护方面，主要围绕变压器过电流以及阻抗等问题实现继电保护。在对变压器阻抗进行保护期间，主要是利用阻抗元件发挥保护功能，在变压器遇到故障时能够自动断电，由此减少变压器受到阻抗问题的干扰。而在过电流继电保护方面，主要是使变压器双侧端的元件和电源电流保护装置保持协同，通过电流元件发挥继电保护功能，保证电流元件和有关时间原件经过短时间的运行，能够自动化断电，以防变压器发生过电流问题[3]。

3.1.3 发动机继电保护技术

在发动机中引入继电保护安全技术，一方面要明确重点保护对象，加大定子组匝保护力度。由于定子组匝一旦发生短路等故障，将造成局部温度快速上升，严重情况下还会损坏绝缘层结构，造成发动机故障，不能正常运行。所以在发动机中引入继电保护安全技术时，要在定子绕组中合理地装设匝间保护伞，以防发生短路问题，并对发动机加大安全保护力度，使其具有更高的安全性能。另一方面，要注意到发动机在单向接地过程中，通过检测发现流经电流比设定值要高，需立即通知技术人员在合理位置装设保护接地装置，并且根据相位中心点还有电流情况引入继电保护安全技术，加大发动机保护力度，使发动机运行更加安全、可靠。

3.1.4 高压电机继电保护技术

在高压电机中引入继电保护安全技术，主要涉及低电压保护、负序电流保护、过负荷保护、电流速断保护以及单相接地保护等。比如，在电流速断保护中，因为目前高压电机主要是保持远程控制模式，启停控制操作频繁，若主回路开关电器选择真空接触器，由于真空接触器不具备较高的分断能力，无法有效将短路电流切断，只可把过负荷电流还有正常电流切断，而在应用继电保护安全技术后，如果高压电机发生短路故障，继电保护系统会利用高压熔断设备及时切断故障电流，从而发挥电流速断保护的作用。

3.2 电气自动化系统中继电保护安全技术的优化对策

3.2.1 做好设备安装

在继电保护安全技术应用期间，需要用到的材料主要有信号收发装置以及输电线路等，为确保继电保护安全系统能够稳定、可靠的运行，要确保所用基础材料质量达标，同时要做好设备安装工作。如果所选材料质量不达标，将直接影响后续设备安装以及系统运行，所以要根据系统要求和实际情况选择达标材料，在确保系统运行安全并充分发挥功能作用基础上合理控制生产成本。在材料选择中，要求选购人员深入材料市场一线，对不同厂家同一型号材料以及不同型号材料等进行综合对比，优选具有更高性价比的材料。而且在材料采购中，要充分检查并审核材料供应方资质，保证材料质量检测以及生产标准均达到国家标准。在设备安装中，要求操作人员具有较高的技术水平以及操作能力，能够根据理论知识以及丰富的操作经验合理调整安装参数，尽量提升安装效率及质量。在建立电气自动化继电保护安全系统并安装有关设备时，要按照精准、详细的组装方案或者是图纸有序组装，不管是组装硬件或者是搭建软件，均要满足有关规范与标准，立足整体层面，加强质量控制，确保电气自动化系统能够稳定、安全的运行[4]。在我国电力技术不断发展并日渐成熟背景下，开始广泛应用高低压转换技术，为防止继电保护装置运行中发生误触问题，需严格按照有关规范及要求设置运行参数。

3.2.2 制定技术应用机制及管理制度

在继电保护安全技术应用期间，相关技术部门要结合设备运行实际情况，制定完善的长效化技术应用机制，立足技术层面有效控制继电保护装置安全问题，使装置能够长期稳定、可靠的运行。一方面，技术部门需要按照国家或行业有关标准设置继电保护装置安全标准，同时在具体应用安全技术时对各环节加强管理及监控。另一方面，技术部门需做好继电保护装置硬件及软件的检修、维护还有更新等工作，保证设备运行环境良好，防止因软件及硬件匹配问题影响继电保护装置正常运行[5-7]。企业方面要建立长效、完善的安全技术体系，明确各部门维护职责，细化分解系统维护目标，形成多个维护任务，配合责任制度，保证系统维护到位，以防发生管理漏洞或出现管理盲区。

另外，为使继电保护安全技术充分发挥其功能作用，还要制定完善的管理制度。首先，要制定并落实责任机制，实现责任到人，促使工作人员充分履行个人职责，并在管理机制督促下认真履行管理职责，而且一旦继电保护装置发生故障能及时追溯责任人，高效处理故障，最大程度降低故障引发的损失。其次，要根据电气自动化系统实际运行情况配套管理制度以及使用方法，明确管理目标，贯彻落实管理制度。最后，要建立标准化的继电保护安全管理机制，在制度保障下高效、迅速地处理继电保护装置的运行问题，确保设备运行更加安全与稳定。

3.2.3 加强检查与验收

其一，电气自动化系统在完成继电保护装置安装工作后要及时检查与验收，保证达到运行要求才能投入使用。其二，要结合系统运行情况以及现场电压电源等，应用与系统运行要求相符的继电保护安全技术，最大程度减少网络线损率，使系统运行更加安全。其三，要对电气自动化系统各类运行故障进行模拟演习，使继电保护安全技术应用中能否及时地对系统故障作出反应。其四，在系统装置验收期间，要对继电保护安全技术做好检验检测工作，反复检测各类装置性能。

4 结语

在我国电力事业不断发展过程中，电力系统自动化水平不断提升，并对继电保护提出更高要求。在电气自动化系统中引入继电保护安全技术，可使系统运行更加稳定、安全，不过相关技术应用中会受到多项因素影响，需要相关电力企业及技术人员正确认识继电保护的作用，深入分析继电保护安全的影响因素，根据实际情况合理选择继电保护安全技术，并积极探索技术应用优化对策，充分发挥技术优势，保证电气自动化系统安全、可靠的运行。