摘要：在电力运行系统中，继电保护装置的设置尤为重要，起着自动保护的重要作用。本文从电气一次设备和继电保护装置的基本类别及功能入手，逐步分析电气一次设备与继电保护装置匹配不当的原因及解决办法。
关键词：电气一次设备；继电保护装置；电力系统
引言
当电力系统或者某个系统元件出现严重的故障问题，继电保护设备都会立刻的发出警报，以便安全维护人员能及时发现。但是继电保护装置一定要与电气一次设备之间进行科学的匹配，否则将出现极为严重的电力事故和故障。
1.电气一次设备基本类别及功能
电气一次设备是指直接用于生产、变换、输送、疏导、分配和使用电能的电气设备。说简单来说，直接接触高压的设备就是一次设备。二次设备主要是控制部分，并不直接接触高压电，只是起到控制高压电的作用。
电气一次设备包括发电机、断路器、变压器、隔离开关、刀开关、电动机、输电线路、电力电缆、母线、绝缘子、自动开关、接触器、接地、电抗器、滤波器、避雷器等。
电气一次设备的主要功能有：①生产和转换电能的设备，如将机械能转换成电能的发电机、变换电压、传输电能的变压器，和将电能变成机械能的电动机等。②接通和断开电路的开关设备，如负荷开关、高低压断路器、隔离开关、熔断器、接触器、磁力启动器等。③保护电气，如限制短路电流的电抗器、防御过电压的避雷器等。（如图1）
.png)
（图 1 电气一次设备）
2.继电保护装置基本类别与运行原理
当电力系统中本身或者电力元件，如发电机、线路等，出现了危及系统安全的事故故障时，能够第一时间控制断路器立刻跳闸以来避免重大安全事故发生，或者直接向运行值班人员发出紧急警告的一种自动化措施和设备。这种成套实现自动化防御电力系统事故措施的设备，一般通称为继电保护装置。
继电保护主要是利用电力系统中各种与案件无法正常工作时产生的各种电流、功率、频率、电压等电气量的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，诸如变压器油箱内故障时伴随产生的油压强度的增高或大量瓦斯和油流速度的增大。在各种情况下，继电保护装置都可以对产生剧烈的物理量变化的执行部分、测量部分、逻辑部分进行实时的监控。（如图2）
.png)
（图 2 继电保护装置）
3.电气一次设备与继电保护装置匹配不当原因分析
3.1实例分析
在某变电站低压站中实施旧设备更新改造的过程中，其中新的继电保护装置选择的型号为E2N11600，并采用了MNS低压成套开关设备。当电气一次设备安装完成后，在将保护操作箱装置接好到站用电二次接线屏的控制线，并对控制电源连通以后，保护操作箱出现不正常的嗡嗡响声，而监控后台也频繁出现“控制回路断线”的示警信号，同时在保护操作箱面板上的合闸指示灯的亮度偏弱。当出现上述问题后，现在工作人员为避免保护插件及设备损坏，立即断开了控制电源。
3.2原因分析
可根据上述现象可以进行原因分析，可以初步判定是因继电器的抖动导致操作箱出现不正常嗡嗡响声；通过对资料的查阅得出该信号是取自于HWJ常闭接点和TWJ常闭接点的串联导致监控后台出现的“控制回路断线”示警信号，这意味着保护操作箱内的TWJ继电器和HWJ继电器均已停止工作。在该改造工作现场的控制回路接线情况为：在跳闸保持继电器之前，应将合位监视接在跳闸回路中，并将跳位监视回路接于断路器的常闭接点处。同时，要先将跳合闸线分别在现场跳合闸线圈接好，之后跳闸线圈中反馈回的负电位驱动合位才能监视继电器的工作。
在上述的具体事例中，出现的由于跳闸回路反馈的电位，无法使合位监视回路中HWJ继电器实现正常运作的问题。其解决思路与措施，应重点落在分离合位监视回路和跳闸回路上，同时将合位监视回路中取断路器常开辅助接点，其中常开接点的一侧接负电位，并在TBJ接点左侧和R8－R10所进行的连线断开，然后在断路器合上以后再将常开接点闭合，并对合位监视回路接通。
在执行过上述操作规程后，HWJ继电器和TWJ继电器的就可以开始正常运作，进而避免跳由于闸回路反馈的电位问题导致继电保护箱不断抖动并发出响声。
3.3解决方案及在不同条件下的继电保护
3.3.1解决方案
从安全角度和促使一次装备平稳运行的角度来说，将继电保护设备装在一次设备内部是最为有效的方案，同过内置继电保护装置还能有效降低一次设备在安全防护问题上的成本。保护设备装在内部对后续的维护也有极大的帮助。通过这种方案可以避免跳闸和采样不准确带来的问题。
变压器在使用过程中也要注意变压器的防护等相关问题，比如不能过载运行，因为长期过载运行，会引起造成短路；为了延长变压器的使用寿命，要定期对绝缘油质进行检验，只有通过定期检查并将老旧零件进行更换，才能有效防止变压器的损坏和老化。
除了上述的继电保护外，变电层的继电保护也是十分重要的。通常来讲，智能变电层的继电保护均采用的是集中式或后备式的保护系统。采用这两种保护措施对变电层进行继电保护，更有利于实现智能变电站的自动调节与实时在线监控保护功能[2]。
3.3.2正常供电运行
保证供电的正常平稳是变电站的职能所在。但是作为一个由精密仪器组成的整体，电气维护人员必须时时刻刻保证所有元件的正常运行，使整个供电系统保持平稳，务必使每个传感器都能正常运作、每个仪器都处于正常的工作范围。在这个阶段，就会需要继电保护设备对电力系统的正常运行进行监控以保证其正常运行。
3.3.3供电故障
电力系统是一个整体性的系统，牵一发而动全身，所以对于在用电过程中出现的问题必须要十分重视，否则将带来巨大的经济损失甚至人员伤亡。所以在出现供电故障时，电气维护人员应当第一时间关闭故障区域的电源，从而保证其他的电网正常运行。
3.3.4供电异常
继电保护设备在用电系统出现故障就会发出相应的报警信号，电气维护人员应在第一时间对其故障地点进行维护处理，才能保障电力系统稳定持续的运行。这不只是有效降低设备维护成本的消耗，更是对全体供电所工作人员的安全的保障。
结论
作为变电站的核心技术，良好的继电保护配置方案，能有效提高变电站的可靠性和安全性，使其能稳定的运行。继电器与电气一次设备的科学匹配关乎着变电站的安全运行，进而才能使供电站为社会大众提供稳定的供电。
参考文献：
[1]詹琦，庄琼剑.110kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维研究[J].科技风，2018（06）：169.
[2]穆小亮，赵广旭，易甜甜.110k V智能变电站电气一次系统及继电保护运维的思考[J].信息系统工程，2019（05）：112.
论文作者:刘杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：设备论文; 电气论文; 回路论文; 继电保护论文; 保护装置论文; 继电论文; 变电站论文; 《电力设备》2019年第19期论文;