淺談電氣工程中的繼電保護技術

摘要：我國電力行業步入綜合化改造階段，各類控制系統在設備調度中發揮重要作用，繼電保護技術也是如此。繼電保護器擔負著系統安全監控職能，提高了電力公司對區域用電調度的功能水平。文章分析了電氣工程中的繼電保護技術，為電力系統中電氣設備運行創造安全穩定的工作環境，保障區域電能調度實現資源優化配置。

關鍵詞：電氣工程；繼電保護技術；電力行業；安全監控；用電調度；電力設備運行 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM771 文章編號：1009-2374（2015）16-0147-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.072

電能是國家可持續發展的戰略性能源，科學規劃與使用電能可創造理想的收益。縣級電力是決定國家電網運行效率的關鍵，提升縣里電網運行質量關系著區域電能的綜合化調配，這些是新時期電力行業優化升級的基本保障。對于傳統電氣設備控制存在的問題，電力公司要建立更為完善的機電保護方案，及時解決電氣設備運行存在的風險問題，綜合提升繼電保護器的安全控制

性能。

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、網絡控制技術等，為電力系統調度運行提供多方面支撐，確保地區電網工作狀態的穩定性，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及其元件，例如發電機、變壓器、輸電線路等，有效避免電氣設備受到異常損壞。當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除或發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供電的影響。

2 繼電保護系統的主要構成

電力系統是電能供應傳輸的關鍵，與繼電保護系統聯用共同構成安全穩定的用電環境。繼電保護在電力系統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，根據比較的結果，給出“是”“非”性質的一組邏輯信號，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中心，對原始電能高低進行調配，按照用電區域電壓承載力實施調控，通過繼電測量可促進電能調配效率提高。

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、發出信號或是否動作及是否延時等，并將對應的指令傳給執行輸出部分。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，執行某個安全防護程序，并且將指令結果安全傳輸至調度中心，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是發展趨勢，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，充分利用互聯網平臺優勢，解決傳統電力運行的不足，加快了電力系統網絡層次改造進度，構建了符合現代化電力控制的安全調度模式。

3.1 監控功能

電力系統安全化發展是必然趨勢，繼電保護系統與電源系統、配電系統等共同運行，共同參與電能資源調配運輸工作，解決地區用電操作困境。監視電力系統的正常運行，當被保護的電力系統元件發生故障時，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出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統中斷開，以最大限度地減少對電力系統元件本身的

損壞。

3.2 調整功能

電氣系統將朝著“高效、優質、安全”等方向發展，采用繼電保護技術輔助網絡化運行，這是電氣系統優化升級的主要思路。反映電氣設備的不正常工作情況，并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號，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整，或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。

3.3 安全功能

實現電力系統的自動化和遠程操作，以及工業生產的自動控制，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。當系統和設備發生的故障足以損壞設備或危及電網安全時，繼電保護裝置能最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響，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，提前發現潛在故障風險。當前，電力系統均配備了專用監測系統，主要是對電力設備運行情況實時監控，為電網調度與控制提供真實信號。狀態監測系統是多項科技的綜合應用，由數字化設備參與智能調度運行，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，借助狀態監測平臺可及時防御故障發生。

4 基于繼電保護自動化控制系統

繼電保護自動化不僅配備了專用調度中心，也增加了一系列的安全保護基礎，形成相對穩定的電能分配模式。隨著電力行業科技快速發展，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的穩定性。現階段，基于繼電保護系統可組建智能保護、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

智能保護是電氣工程調控新技術，借助智能系統取代人工操作，不僅保護了電力系統運行狀態，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用，當電氣系統出現異常故障之后，第一時間發出告警信號，提醒檢修人員趕往現場處理，防治故障擴大化產生的異常危害。

4.2 實時仿真系統

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

4.3 安全告警系統

安全告警也是電氣系統防護的有效方式，采用多種保護技術維持電力系統的穩定性，利用安全防護層執行監控命令，發現系統連接設備出現故障時，立即啟動告警程序。同時，對電氣設備執行一級防護，確保設備在故障狀態下不會二次受損，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。

5 結語

電力系統升級改造階段，電氣工程起到的功能作用更加明顯，新型控制系統將推動電力行業改革趨勢，形成更加穩定的用電作業環境。繼電保護系統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安全，這些是現代電氣自動化改革的必然趨勢。電力公司應結合電力系統結構運行要求，提出切實可行的電氣自動化調控方案。

參考文獻

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作者簡介：楊濤（1991-），男，供職于國網湖南省電力公司澧縣供電分公司，研究方向：電氣工程技術。

（責任編輯：蔣建華）