基于电气工程中的继电保护自动化运行及其维护措施探讨

袁振华 李 彬

（国电南瑞南京控制系统有限公司）

0 引言

对继电保护而言， 对于那些可以通过对电力系统运行状态进行精确检测的方法来获得重要信息， 如果在对电力系统运行过程中出现的故障问题进行排查之后， 就可以对其进行实时形式的设备， 本实用新型可以立即对相应故障进行报警， 再通过自动方式进行有效处理， 实现对故障进行控制， 降低由此带来的不利影响， 从而使得其他有关电力系统的运行更加平稳。因此不难发现， 在电力系统的运行中， 继电保护装置所发挥的效能与作用不可忽视， 在自动化变电站中应用也有可行性， 能减少安全风险， 对此必须要制定合理的维护方案。

1 继电保护原理

在电力系统内电力元件或电力系统本身， 由于发生故障危及电力系统安全运行的情况下， 该系统能自动给值班人员提供警告信号， 或直接对所控制断路器周围设备下达 “跳闸” 指令以结束事故， 属自动化措施与设备。继电保护主要利用电力系统某些组成元件短路， 或出现异常情况下一个电气量包括电压， 电流， 功率及频率等变化； 继电保护中有其他物理保护动作原理如变压器油箱出现故障时会伴有大量瓦斯生成， 油流速度随增大或油压强度随增大， 从而形成瓦斯保护动作原理。配电线路在电力供应系统当中占据着重要地位， 而在这一系统当中继电保护是保持电力运输系统安全的重要设备， 在电力运输系统出现故障使之很难正常工作， 继电保护装置会及时自动地向工作人员发送预设报警信号或者自动断开电闸， 从而保护电力运输系统高效工作， 特别需要确保它的安全性和稳定性， 避免电力事故的出现[1］。

2 电气工程中的继电保护自动化运行分析

2.1 在变压器运行中的保护

在电气工程的操作过程中， 该系统的主要运行设备应该是变压器。变压器运行状态在整个电气工程运行过程中可以起到决定性作用， 在整个项目运行稳定性和安全性中具有举足轻重地位。当前电气工程运行中继电保护装置具有如下几个方面的主要作用： （1）瓦斯保护。变压器工作时， 其构造内设置油箱。若工作时油箱发生故障， 变压器内就会有大量危险性严重的气体产生。这种气体易燃易爆， 所以它形成后一遇明火就会给整个电气工造成毁灭性危害。基于这种情况， 继电保护装置会对变压器及其周边环境进行瓦斯实时监测， 变压器工作时， 变压器周边空气环境一旦存在易燃易爆及其他有毒气体超标现象， 然后继电保护自动化装置随即自动发出报警信息， 并且在这一过程当中立刻对电气工程当中对应地点的电路系统进行断开， 从而有效地避免了故障的进一步加重。 （2） 短路保护。继电保护自动化装置工作时能够实现变压器短路保护功能。这一功能主要是利用阻抗继电保护器完成的。在这种电气工程的操作过程中， 如果变压器工作时发生短路现象， 阻抗继电保护器就会自动工作， 但是工作一段时间后， 如果变压器还在短路状态下工作， 则本装置能够自动断开线路， 有效地保证变压器正常工作。 （3） 接地保护。现阶段电气工程运行时， 由于受到某些外界因素影响， 国内多数电气工程运行时变压器安装地点并未达到良好接地状态， 因此， 其操作过程可能存在着一些安全风险。针对这一现象， 可以利用继电保护自动化装置零时电压保护功能来保证变压器不接地情况下的平稳运行以及保证变压器本身运行时的安全。

图1 某变电站综合自动化系统

2.2 在母线运行中的保护

继电保护自动化对母线保护的操作可以分解为差动保护， 相位对比保护两大范畴， 不同范畴的操作无论从形式上还是功能上都有很大的区别， 准确的认识与判别是确保继电保护自动化优势最大化实现的先决条件。具体而言， 差动保护为其主要特征在于母线元件中安装有特性， 变化均匀的电流互感器使二次绕组和系统母线侧边端子有效接线后，然后在系统母线差动位置装设继电保护， 达到保护母线目的。而在相位对比保护中， 所使用的主要是通过相位进行比较从而达到保护母线的目的， 它对母线可靠性以及有效性的提升有着至关重要的影响。

2.3 在线路接地保护当中的运行

就现状而言， 电力系统线路非常复杂且数量较多， 因此在执行线路接地处理时， 各种线路接地形式都有较大差异。但就总体情况来看， 需将线路接地形式分为小电流型和大电流型， 每类接地形式所引起的故障分类、 其形成原因都存在一定差异性，因此对两者进行科学辨识是非常有必要的， 能够充分发挥保护策略良好的作用与作用。一般地讲， 若产生大电流接地， 为了避免接地故障， 需立即断电。若出现小电流型接地现象， 从降低故障带来的损失出发， 继电保护装置在发出报警信号后有必要对故障进行科学的处理[2］。此外， 在利用继电保护自动化进行保护时， 还需考虑线路接地情况， 选择合理的保护手段。

3 电气工程当中继电保护自动化运行维护的有效对策

3.1 保证有关设备的技术规定与操作安全规定的匹配

结合各地区天气状况的不同， 其电力负荷方面也存在着差异， 从而使得各地区对继电保护系统的要求表现出较大的差异性。在具体的实施过程中， 要重点考察继电保护系统中的不同部分是否符合环境方面的规定， 当发生问题时， 要立即报告给上级工作人员， 实现继电保护系统符合环境要求[3］。

3.2 强化巡视检查

继电保护自动化设备在工作时， 每台设备内配电屏均有设备编号和命名。有关工作人员在检修继电保护自动化设备时， 要加强巡视检查， 并且要在巡视时观察设备中存在的有关资料是否良好， 以及查看配电屏显示的有关指示灯是否正常。并且在这一过程中要对系统内各装置进行隔离， 判断各装置开关是否正常工作， 同时要重点排查隔离开关， 断路器以及其他装置， 并且定期观察线路内部绝缘层情况， 发现老化问题后要及时更换[4］。

3.3 应采用适当的保养方法以避免连带故障

在继电保护自动化运行检修中， 工作人员必须采用正确的检修方式， 尤其是在部分核心设备系统检修中， 工作人员一定要确保自身操作规范， 否则会因操作失误导致一系列连带故障发生， 严重时可能影响到整个继电保护系统。对继电保护系统一定要经常检修， 对一些关键设备检修也不必过于频繁， 因为关键设备检修项目总会比较大， 过于频繁却无法确保工作细致， 因此多采用不定期有选择的检查。同样， 在检查过程中如发现问题也必须及时向上级部门报告， 根据上级部门指令予以维修， 如情况紧急， 技术人员可首先对设备进行截断操作， 待故障问题完全排除之后才可展开操作。对于维修来说， 对于工作人员要求很高， 需要工作人员具备很高素质， 这样才能够让整个维修过程顺利进行下去[5］。与此同时， 电力设备不断更新， 因此有些年历比较久远的职工对某些新设备将知之甚少， 此时其能力还赶不上工作需要， 鉴于此， 我们应安排这一部分职工接受培训， 对目前所用设备有一个深刻的认识， 从而使其能够在工作时及时发现设备的异常状态并对其实施有效保养。在此基础上， 对所有技术人员定期开展安全培训与安全考核工作， 使技术人员安全知识能够及时更新与完善， 并且通过这样的培训他们也会更加重视工作中的安全。

3.4 加大继电保护运行监督力度

1） 健全监测管理系统

监管系统能有效地促进继电保护的操作与检修，及时地处理故障， 促进电网自动化与信息化水平的提升， 人在浏览器中便能清楚地了解继电系统中的每一个细节， 加速数据通信， 降低运行维护经费投入， 智能化无人值班。

2） 强化人才素质培养

强化检修人员甄别与培训工作， 保证工作人员能适应继电保护运行需要。提升检修人员专业技能和素养是增强继电保护运行效果的首要条件， 企业应强化培训， 健全激励机制， 搞好宣传与学习， 强化检修人员安全意识， 使检修人员逐步积累经验、 掌握过硬技术， 为提升检修工作质量打下良好人才基础。此外，企业还应该提高内部人力资源工作水平， 对人员筛选环节严格把关， 招募到更具实战经验的人才。

3.5 重视科学检修运行

对继电保护系统进行大检修没有固定时间， 一般要依据系统运行状态来进行排查和维修， 因此， 是否能判断出系统工作正常至关重要。一是技术人员应具备设备运行正常与否的判断能力， 在平时的工作中，应加强设备状态的检查， 更科学地制定大修的间隔时间以及大修的具体方案。二是工作时如发现设备运行异常， 应立即对此异常即可具体工程大修， 以便准确检查。最后如平时工作未出现故障应设定间隔时间，并定时检修。在电气工程中， 电力综合自动化系统与变电站机电保护发展方向中， 需要重视二次状态评估。在实际的继电保护装置评估中， 会结合评估内容， 根据每一项评分， 提前确定出状态监测评分标准， 然后进行评估， 确定实际的评分数值。其实际的评估项目如表1所示。

表1 继电保护装置的状态评估项目

4 结束语

一般而言， 继电保护自动化运行对电气工程运行有着非常重要的影响作用， 电气工程出现故障后继电保护的效果十分明显， 能起到非常明显的保护作用及缓冲作用， 同时也能避免故障蔓延。还有， 在电气系统正常地运行时， 也有可能会出现一系列的异常情况， 如果这些不正常的情况没能得到及时的解决时，就慢慢形成了故障， 并且继电保护当这些不正常的情况发生的时候还能及时做出响应， 能够确保工作人员对这些不正常现象进行及时纠正， 避免出现故障。因此， 电气工程运行期间， 为确保其安全和正常运行，需要对每一个环节严格监督和管理， 确保继电保护系统保护作用能够正常发挥， 以确保电气工程安全。