继电保护器发展现状范文

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【关键词】电气主设备保护 现状 发展趋势

中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-023-01

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，这就使得在当前电气设备应用中继电器保护技术要求日益提高。在我国当前继电器发展的主要趋势是逐步朝着计算机化、网络化发展，以实现智能化控制和保护系统为前提基础进行探索和追求。为此，必须从电力系统全局出发，进行电气设备继电保护的相关研究。

1、变压器保护

1.1 变压器瓦斯保护。瓦斯继电器在电力系统保护中的使用比较广泛，油箱内的气体主要通过安装在油箱以及油枕的中间的瓦斯继电器流行油枕。当前旋转挡板式瓦斯继电器已经逐渐的取代了传统的浮筒式瓦斯继电器，极大的改善了由于密封性差漏油而发生了误动作，极大的提高了继电保护的可靠性。

1.2 变压器后备保护。过电流对于变压器具有较大的危害，因此过电流保护常常被安装在变压器的电源侧，从而在过流得时候能够及时的断开变压器。在变压器上安装后备过电流保护装置往往会造成接线的复杂程度大大上升，可以适当将相邻的保护范围缩小。为了应对三相短路，应该确保其有足够的灵敏度。

1.3 自耦变压器保护。与传统的变压器相比自耦变压器具有成本低、体积小的优点，在实际的使用过程当中也十分的灵活，因此往往用于联络变压器，具有使用经济运行可靠的特点，因此使用比较广泛。

1.4 变压器差动保护。在变压器需要保护的一侧设置监测装置，对电流以及电压进行监控，但是由于监控范围的限制，往往不能够对临近范围发生的故障进行区分。为了增强系统的选择性，往往通过采用较小的保护范围以及较长的动作延时。但是这也在某种程度上导致故障变压器无法及时的被隔离，从而加重危害的程度，因此需要能够在故障发生的瞬间将故障设备进行隔离，从而减少相应的损害。为了能够对保护范围内外的故障同时进行准确的判断，这就需要在被保护的变压器的两端都设置相应监控装置，这也能够对故障元件的电流相位进行掌握，从而很好的起到保护作用。

2、电气主设备保护的现状

随着当前社会发展过程中，计算机技术和信息技术的不断发展，继电器保护技术不断的出现了新的发展模式和发展理念，成为当前电力系统中的主要发展前提和手段。近年来主设备保护的分析计算方法取得了很大进展，比如采用多回路分析法可以比较精确地计算发电机的内部故障，主设备内部故障保护的配置具备了理论基础。利用真实反应主设备内部各种故障及异常工况的动模系统和仿真系统检验主设备保护，极大地提高了新原理新技术的验证水平。

2.1 主设备保护的新原理。近年来，主设备保护通过对故障过程的电磁暂态过程的研究、TA饱和特性的研究、内部故障理论分析，结合实际动模和数字仿真，提出了一些新的原理并已在现场广泛应用。①关于TA饱和。TA饱和问题是主设备保护共同面对的问题。由于大型发电机变压器组容量大，故障电流非周期分量衰减时间常数长，可能引起差动保护各侧TA传变暂态不一致或饱和。对于变压器，各侧TA特性不一致，更易引起TA饱和，这样可能会造成在区外发生故障时差动保护误动对于母线近端发生区外故障时，TA也会严重饱和。因此差动保护需有可靠的 TA饱和判据。②差动保护。常规的两折线、三折线比率差动、标积制动式差动、采样值差动等已在很多文献中有所介绍。③关于励磁涌流。目前在工程上应用的判别励磁涌流的原理都是从涌流波形与短路电流波形的不同特征入手来区分励磁涌流与短路的。各种涌流判别原理都具有在故障合闸时，保护动作时间长或动作时间离散度大的缺点。

2.2 主设备保护的双重化配置和主后一体化趋势。近年来，双主双后保护配置方案逐渐应用到主设备保护的领域，继电保护实施细则对主设备保护的双重化做出规定后，双主双后保护方案成为主设备保护研制、设计的指导准则，并为现场运行提供了极大的方便。

3、电气主设备保护的发展趋势

3.1 信息网络技术。当代继电保护技术的发展，正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术领域。在变电站综合自动化方面，保护的配置比较灵活。如果变电站综合自动化采用传统模式，也就是远方终端装置（RTU）加上当地监控系统，这时候，保护装置的信息可以通过遥信输入回路进入RTU，也可以通过串行口与RTU按照约定的通信规约进行信息传递。

3.2 故障分析技术。新一代主设备保护必须具有强大的故障录波功能，除了记录完整的事件报文、故障数据外，装置还可以记录故障发生前后全过程所有的模拟量、开关量、启动量、中间量的变化，完整地记录每个保护的动作行为。主设备保护的故障信息上传至电气监控系统或保护信息管理系统后，通过高级应用软件，分析保护的动作行为是否正确，为故障查找、分析提供充分的依据。完整的故障数据经数字仿真系统可实现主设备的故障再现，对事故进行深入分析，为保护性能的改进完善提供重要的依据。

3.3 自适应技术、智能技术和数字技术的发展。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。对于主设备保护而言，它与某些保护的判据、定值和系统的变化也是息息相关的。目前，部分保护功能已经具备了一定的自适应能力。随着与微机保护技术密切相关的其他科技领域新技术和新理论的出现，通信技术、信息技术、自适应控制理论、全球定位系统（GPS）等的应用，必将促进自适应保护的飞速发展。

3.4 新型光电流互感器、光电压互感器的应用。传统的电磁式TA是一种非线性电流互感器，具有铁磁谐振、磁饱和、绝缘结构复杂、动态范围小、使用频带窄、铜材耗费大，远距离传送造成电位升高等问题。

3.5 保护装置的一体化发展。①主后一体化装置，给故障录波、后台分析带来了便利。任何一个故障启动或动作保护装置就可以录下整个单元所有模拟量，使得现场故障的综合分析、定性及事故处理更加方便，而分体式保护只能录下部分信息。②主后一体化装置便于保护双重化的实现。主后共用一组TA，TA断线概率大大下降；装置数量少，误动概率降低。③充分的资源共享。一个装置包含了被保护元件所有的模拟量，保护逻辑的判据可以充分利用所有电气量，使保护更加完善、可靠，判据更加灵活实用。

3.6 信息网络化。变电站监控和发电厂电气监控系统的发展，要求主设备保护具有强大的通信功能，以便通过监控系统实现保护动作报文管理、故障数据处理、定值远方整定、事故追忆等功能，实现了电气智能设备运行的深层次管理。主设备保护除了动作后经通信网络上传故障报文、数据到监控系统以外，还可以为系统动态提供保护装置的运行状态和信息，并可根据系统运行方式的变化通过数据交换，提供修改保护判据和定值的依据，保证全系统的安全稳定运行。

4、结束语

继电器保护技术是电力输送过程中的基础，是实现电力良好有效发展的前提。对于电力系统中的相关的原件进行的继电保护已经不能够完全的满足整个电网稳定运行的需要。因此要从整个电网的整体高度出发，掌握每个故障原件被隔离之后对整个系统所造成的影响，从而有效的预防大规模的停电事件，保证电网的安全运行。

参考文献：

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关键词：露天煤矿；电气系统；事故隐患；安全防护；管理

众所周知，露天煤矿施工环境十分恶劣且复杂，在开采过程中受到气温、降水等外界因素影响很大，而且容易发生各种安全事故，因此，露天煤矿的管理建设工作的重点应全力放在降低安全事故发生率上，更不可忽视电气系统在露天煤矿中所存在的不安全因素，因为，据不完全统计，露天煤矿在生产作业中所发生的安全事故，百分之六十都是由于电气系统设备故障造成的。这样不仅给煤矿开采进度带来影响，最重要的是对操作人员的生命安全造成威胁。

1 露天煤矿电气系统存在的事故隐患

由于电气系统的选型不合适、电缆超载、分断能力不足等设备或是设施的问题，十分容易引起电气事故，具体表现在以下方面：

1.1 断路器、开关遮断容量不足

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。如果断路器、开关遮断容量较小时，分段短路电流能力差，可造成因瞬间短路故障增大热量而使设备或电缆燃烧，发生火灾，轻则导致一些矿区停电停产[1]，耽误工程进展速度，重则造成财产巨大损失以及人员的伤亡。

1.2 雷击过电压带来的事故隐患

雷击过电压是指，当带有负电荷的云层在物体上空时，由于电容效应，地面物体朝向云层的表面将聚集相应的异性电荷。当云层的电荷与其他物体或云层发生闪电或雷击后，云层内负电荷迅速消失，电容效应也立即消失，聚集在物体表面的正电荷也立即流向大地，由于电流较大，会在流动的路径上由于电阻的原因产生很大的电压。雷电灾害作为大自然灾害的重要组成部分[2]，其危害无可厚非，特别是夏季，雷雨交加季节，如果由于雷击过电压、电流产生火花或是击穿电缆设备，出现短路问题，电流产生的火花甚至短路问题带来的火源再将油污、电缆等易燃物品点燃，会直接引起火灾，这时配电室内没有充足的灭火设备或是没有及时安装通风排烟设备，会导致火灾很难控制，甚至可能引起事故范围不断扩大，停电、停产、人员伤及在所难免。

1.3 主变压器容量不足，电源线路强度不够

露天煤矿存在一个非常严重的问题，主变压器容量不够，事故一旦发起，直接导致其他的变压器供电能力大大减弱。而且电源线路缺少强度保证，导致电源线路一旦遇到大雪、大风、冰雹等恶劣天气的影响，很容易造成塔杆倒下、电源线路断掉，最终停止开采工作，容易给露天煤矿的施工人员带来生命危险，造成人身财产安全恶劣后果。

1.4 机电保护设备质量不过关

由于露天煤矿疏于管理，采购人员在采购时由于各种原因，采买一些不合格淘汰产品，如果继电保护装置存在缺陷[3]，常出现闸口越级跳闸、无故停电，进而事故范围与影响力不断扩大。

1.5 露天煤矿电气设备不完善，造成火花事故

近年来，露天煤矿由于电气设备不完善，频频发生火花事故，据调查得知，引起火花事故的原因有以下几点：

首先，露天煤矿的电气设备安装、维修不当[4]，导致在开关触点分-合时产生电火花，直接带来安全隐患问题。

其次，露天煤矿带电电缆由于外力原因拉脱、破损、电缆绝缘下降容易造成系统短路、接地，引发电气火花。

最后，露天煤矿电气设备保护失灵，当出现过流、短路、接地等电气事故时拒动，使设备、电缆过载、过热印发电气火花。

1.6 开关柜闭锁带来的事故

煤矿开关柜闭锁忘记安装或失灵的情况下，操作人员会进行错误操作，工人在带电状态下进入开关内部，后果不堪设想，人员会发生触电，造成人员的伤亡。

1.7 露天煤矿电气系统大范围停电事故

第一，在安装电缆时，不小心出现磨损、破皮等问题，雷雨天地面潮湿，容易引起失火现象，最终可造成电气系统大范围停电；第二，由于电缆、电气系统短路，在操作时电气装置不受用，可造成越级跳闸[5]，引起大范围停电事故；第三，不该用单回路供电设备时用了单回路供电。

2 露天煤矿电气系统实际管理现状

新形势下，煤矿安全事故一方面给施工作业进度带来影响，另一方面，给人身财产安全带来威胁，因此，露天开采单位必须要加强对开采现场电气设备的有效管理、科学使用，进而提高开采效率，保证生产安全，提高国家、社会的经济利益。

2.1 露天煤矿电气设备的购买受资金等因素的制约性较大

露天煤矿主要依靠机械的全面自动化生产，多年以来已经形成了主要趋势，很多大型电气设备也得到了广泛使用，从而极大的提高开采效率。但是，人们加大对电气设备所带来的经济效益的同时，很多露天煤矿受到资金的限制[6]，购买回来的电气设备一般都存在购买价格低、质量不合格等问题，这在一定程度上十分容易引起电缆失火等问题的发生。

2.2 露天煤矿电气设备质量较差

电气设备在露天煤矿作业中占有重要地位，由于露天煤矿开采环境的复杂性，对电气设备的质量要求非常严格，但受到经济利益影响较大，国内很多煤矿企业中所使用的电气设备存在价格低廉、质量差等问题。同时由于露天煤矿没有配备相关的检测设备，在安全性能上没有太多的保障，电气设备在运行中，本应配备一些大型设备和监控设备，但由于长期缺乏管理，导致配备不齐全，在一些安全保护装置上也存在相应的问题[7]，大部分设备处于一种“病态”，最终使得电气设备在运行中漏洞百出，安全事故隐患也蕴藏于此。

2.3 露天煤矿电气设备缺乏维修养护意识

有的煤矿企业单纯追求经济利益，过分的注重眼前的产量，严重缺乏对电气设备的维修养护意识，没有专门管理部门的管理，单方面存在一种机器坏的时候再去维修的思想，只能等到机器设备不能用时才去报修，很多机器设备由于常年不进行维修护理，在出现问题的时候，进行维修工作是有难度的，有的甚至不能进行二次使用，需要更换新机器设备，这样极大影响工作进程，阻碍相关管理制度的完善，甚至造成的损失都无法挽回。

2.4 露天煤矿电气设备管理人员专业素质低

露天煤矿电气设备的管理工作繁杂，需要有专业人员的有效管理方可有所建树，对管理人员的职业素养要求较高，但是目前情况来看[8]，我国露天煤矿电气设备管理人员几乎没有专业的学习、培训，实践经验更是少之又少。煤矿开采作业环境差，危险指数高，在机器投放使用上，很多电气设备都在超负荷作业，出现机械故障的情况时有发生，并且使用的机器设备种类繁多，因此，管理人员的管理范围较广泛，这就更要求管理者全面提高自身的专业素养，继续忽视管理工作的进行，生产作业中出现的问题也会随之增多。

2.5 露天煤矿电气设备管理机构不完善

露天煤矿企业的电气设备管理机构不完善，缺乏合理的管理体系。例如在日常工作中，电气设备的维修与养护工作只是依赖电工负责，而在实际操作过程中，电工的主要精力都放在生产上，几乎忽视了电气设备的管理工作。而且，露天煤矿企业的领导者对电气设备的管理也不太重视，没有完善的电气设备专业的管理组织，管理工作思想极为落后，有的甚至是供电系统都没有按照设计进行相应的施工，只是依靠电工工作者仅有的工作经验而进行工作[9]，也没有依照要求检测电气设备的性能与仪器仪表等。总之，露天煤矿电气系统设备的管理机构存在着很大的问题，急需解决。

3 露天煤矿电气系统存在事故隐患的解决措施

露天煤矿电气系统存在的安全隐患虽然得到一定的改善，但很多现实问题仍得不到解决，如果不及时制止煤矿电气事故的发生，给国家、给社会带来的财产、人员伤亡不可设想，通过调查研究，给出以下改善事故发生的方法：（1）开关遮断容量不足，有的是可以修复的，例如：更换新的灭弧介质。重合容量不足的开关应停用重合闸，可以通过调整运行方式，降低系统的短路电流，满足开关的灭弧能力，或是更换新的开关。这段容量严重不足时，应改为“非自动”，作为负荷开关或隔离开关使用。（2）露天煤矿防雷工作必不可少，首先，露天煤矿企业要严格按照国家、地方法律法规以及防雷技术规范要求，认真排查地理、地质、气候、环境、土壤等开采条件和雷电活动规律，然后根据露天煤矿特点设计安装相匹配的防雷装置，达到安全可靠、经济合理以及技术先进等目标；其次，建议换成组合式过电压保护器，换成相吻合的避雷器；最后，可以进行二次继电保护工作，在继电保护调试中模拟煤矿电站短路情况，可以靠近电站的过留速断跳开[10]，因其对保护断电系统具有可靠性，而且在输电线路时，降低了雷电对段杆塔的袭击，提高了雷击杆塔的抗雷作用。（3）每年要全面加强统计用电负荷，跟进系统追踪，一旦发生变化时，要及时计算短路电流，找到继电保护的核算、实验所要的科学准确的依据。增大容量负荷的使用时，要重新整改，并反复试验。（4）露天煤矿电缆在连接固定时，一定要仔细多遍做好固定措施，并经常进行检测、试验、完善检查制度。对电气系统设备加大绝缘性能的测试，及时更换破损、掉皮的电缆线源，一旦发现其损坏现象，要及时停止使用，进行检修，防止出现漏电而产生火花事故。（5）露天煤矿企业应该依据自身实际状况，及时制定出完善的、合理的、可实施性的安全管理制度。如电气设备的采买标准制度、电气设备的安检与维修制度、电气设备进库出库的管理制度等，积极落实执行国家以及上级颁布的规章制度。（6）露天煤矿企业要不断完善电气供电系统反送电的规章制度和方法，减少反送电所带来的触电事故。对供电设备、开关柜号码给予明确标记[11]，防止操作人员错误操作。同时，做好地面输入电路电缆、变电系统的防雷装置的安装工作，在雨季来临前，全面仔细的进行检查测试，不能遗落每个细节。（7）露天煤矿企业要定期测试电网电容量的标准，如有超标现象要及时采取限制电容量的措施，防止全矿停电、停产。（8）加大露天煤矿视频监控系统的安装。随着科技的飞速发展，视频监控水平的进步，可以采取有效的安装视频监控系统来提高开采作业，特别是在露天煤矿中，安装监控系统是对煤矿高效益、高产量、高安全性能的重要保障[12]，因此，安装电气系统的监控设备越来越成为露天煤矿管理中的一项重要内容，对露天煤矿电气系统的安全作业提供保障，为露天煤矿开采提供有效的指导，同时还可以在事故中发挥及其重要的作用。（9）努力创新电气设备维修模式。在过去的电气设备管理中，机器设备只有在出现大故障时才可以报修，耽误生产进度，但是在新形势下，想要提高电气设备管理水平就必须改掉传统的管理模式，创新维修模式，做出规定，定期对电气设备进行检修，合理安排检修时间、检修负责人以及检修机器数量等。一些陈旧的机器设备[13]，性能较低，出现故障率较高，因此，可以成立管理检修小组，进行深入分析其运行状态，对设备进行实时控制，加大检修力度，确保降低成本的同时，提高机器设备的安全性。（10）加强人才培养，加大培训力度。目前，露天煤矿电气系统设备管理人才队伍薄弱，普遍存在管理人员专业素养不高的问题，针对在岗人员应该进行定期的培训，从而提高管理人员的专业素养，或是通过技术比练和岗位竞争等方式，增强工作人员的安全意识，调动工作的积极性。依照不同岗位进行相应的培训，通过对技能知识的讲解与技能实际操作，全面提高工作人员的专业素质[14]，为培养全能型的技术人才。（11）加大外委单位的监督管理。我国很多露天煤矿在维修电气设备时都采取外委维修模式，为了提高设备维修质量，应加大外委单位监督管理。

4 结束语

露天煤矿开采工程越来越受到全社会的广泛关注，煤矿电气系统的安全问题在改革中不断进步，加强注重人力、物力的投入时，更要针对发展现状，努力改善煤矿开采中存在的问题，全面推动电气设备管理工作进程，从而提高管理水平，促进我国露天煤矿事业的发展。

参考文献

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[5]张志强.露天煤矿开采中防治事故隐患的措施分析[J].农家科技（下旬刊），2013（4）：135.

[6]卢大勇，刘岩.露天煤矿开采中防治事故隐患的措施探讨[J].企业导报，2015（24）：146-147.

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