有關電氣設備保護控制分析

【摘要】隨著我國電力系統的快速發展，電氣設備的保護控制越來越受到人們的關注和重視。本文闡述了電氣設備的保護措施，分析了電氣設備控制的基本要求、控制方式以及電氣設備控制線路設計的注意事項，為電氣設備的保護和控制提供了一定的指導。

【關鍵詞】電氣設備；保護；控制；線路設計

1.引言

電氣設備是指以電能為動力的各種用電裝置，電氣設備的保護控制對于電氣設備的安全和有效運行有著重要的作用，電氣設備保護控制狀態的好壞會直接影響到電力系統的穩定與安全。電氣設備的保護和控制不到位，會造成生活、生產中設備的故障，甚至還會造成停產，從而導致經濟的損失。隨著各行各業的不斷發展和科學技術的突飛猛進，電氣設備的運用越來越多，因此，電氣設備的保護控制技術的研究為保障電氣設備正常運轉具有重要的意義。

2.電氣設備的保護

2.1 防止觸電的保護

應采取保護措施防止意外地觸及電壓超過50V的帶電部件，對于裝在設備內的電器元件，可采取下述一種或幾種措施：

（1）用絕緣材料將帶電部件完全包住，以便保證即使門打開時也不致意外地觸及帶電部件。

（2）設備采用聯鎖機構，使得只有在電源開關斷開以后才能打開。而且當設備門打開時，電源開關不能閉合。當然，這種聯鎖機構應能允許指定人員在設備帶電時接近帶電部件，當門重新關閉時，聯鎖應當自動恢復。

（3）移動、打開和拆卸設備應使用專用鑰匙或工具。

（4）切斷電路時，電荷能量大于0.1J的電容器應具有放電回路。在有可能產生電擊的電容器上應有警示標志。

（5）旋鈕和操作手柄等部件最好采用符合設備的最大絕緣電壓的絕緣材料來制作或作為護套，或安全可靠地同已連接到保護電路上的部件進行電氣連接。

2.2 短路保護

對于設計為耐短路的設備，在其額定運行時輸出端發生的短路，均不應對設備及其部件產生不可接受的熱和任何損害。短路消除以后，應不用更換任何元件或采取任何措施，設備便能重新運行。

可以采用保護器件使設備獲得短路耐受能力，必要時，應能發出相應的報警及聯動信號。

2.3 過載保護

被控對象不允許過載運行時，設備應有過載保護。

2.4 零電壓和欠電壓保護

設備應設有零電壓保護。這種保護應在設備斷電后（由于電網瞬時失壓和保護器件動作），電源再現時，被控制的設備不能自動運行。

某些設備如果允許電源電壓瞬時中斷（或瞬時欠電壓）而不要求斷開電路。則可配備電壓延時器件。只有在欠電壓超過規定的時限后，才能切斷電路。

2.5 過壓保護

當設備的輸出電壓超過規定的極限值時，應將設備主電路自動斷開或采取其他保護措施，以保證設備中的各部件不受損傷。

正常工作時，設備應能承受下列各種過電壓而其各元件不受損傷：

（1）開關操作的過電壓；

（2）熔斷器或快速開關分斷時產生的過電壓；

（3）元件換相過程中產生的過電壓；

（4）產品技術條件提出的其他過電壓（如雷擊波形的大氣過電壓等）。

2.6 安全接地保護

設備的金屬構體上，應有接地點。

3.電氣設備的控制

電氣設備的控制是針對電氣設備的系統性事故采取相應對策的自動操作措施。它的基本任務是對系統性事故時電氣元件的信息進行綜合分析，按控制要求對電氣設備進行操作，以實現預期的控制目標。電氣設備的控制是電力系統控制的一個重要組成部分。

3.1 電器氣設備控制的基本要求

電氣設備控制的基本要求是：

（1）迅速而正確地收集、檢測和處理電氣設備各元件、局部系統或全系統的運行參數。

（2）根據電氣設備的實際運行狀態和系統各元件的技術、經濟和安全要求，為運行人員提供調節和控制的決策，或者直接對各元件進行調節和控制。

（3）實現全系統各層次、各局部系統和各元件間的綜合協調。尋求電氣設備質量、經濟和安全多目標的最優運行方式。

3.2 電氣設備的控制方式

對于任何一個控制系統，可以根據控制的復雜程度和控制目標，把控制動作從物理結構上或從功能上進行分層，使形成的各子控制系統的控制（或操作）從整個控制系統來看達到最恰當的控制效果。電氣設備控制是結合了電氣設備的運行特點，按照復雜系統控制的一般規律，分層實現的。電氣設備的控制系統分層可按以下三種方式進行。

（1）按照控制水平劃分

根據電氣設備控制的復雜程度（控制水平），將自動控制系統劃分為直接控制、最佳控制、自適應控制等。

（2）按照模型化方法的不同劃分

當同一控制對象從不同的角度模型化的時候，可以對各模型劃分子系統。

（3）按照組織分層劃分

以計算機為主體的電氣設備自動控制系統，如果把全系統中所有電氣設備信息全部采集到中央調度所進行處理，然后再把處理后的信息回送到各電氣設備中，將會出現信息量龐大、通道擁擠、對計算機的容量要求增大、相應速度變慢、運行復雜等問題。因此，可以采用分層控制，按照組織劃分層次，即設立中心調度所、地區調度所、電氣設備控制中心等分層控制中心。

3.3 電氣設備控制線路設計的注意事項

（1）電器的正確連接

電氣設備控制線路能否正確運行，其關鍵就在于電器的線圈和觸點是否連接正確。如線圈或觸點連接錯誤，將會造成控制線路錯誤的動作，甚至會出現危險。

（2）防止電路中存在寄生電路

所謂寄生電路，是指在電氣控制線路的動作過程中，意外接通的線路。在控制線路中如果有寄生電路，將破壞電器和電路的正常工作順序，造成誤動作。

（3）盡量減少電器觸點數目

在控制線路中，應盡量減少電器觸點，提高線路的可靠性，以減少故障。從可靠性設計的觀點看，在滿足功能要求的前提下，電路要盡量簡化。電器元件越少，其觸點也越少，相應的控制電路故障概率就越低，工作可靠性越高.因此，在設汁中應盡量避免不必要的連鎖動作現象。

（4）盡量減少電器不必要的通電時間

當電路在線路控制系統的運行中不起控制作用了，就不必繼續通電了。一方面可以減少電能損耗，另一方面也可以延長該電器的使用壽命。

（5）合理安排電器元件及觸點位置，盡量減少連接導線的數量，縮短連接導線的長度。對一個串聯回路，將電器元件或觸點位置互換，并不影響其工作原理，但在實際運行和接線中卻影響到電路的安全，也關系到實際連接導線數量和導線長度。

（6）保證電氣控制電路工作的安全性

電氣控制電路在發生事故或出現誤動作情況下，應能保證操作人員、電氣設備、生產機械的安全，并能有效地制止事故的擴大。

4.結論

隨著電氣設備規模和容量的不斷擴大，電氣設備的網絡結構和運行方式更加復雜多變，對運行水平的要求也越來越高。要協調和控制電氣設備部分的運行方式，應用現代化技術來實現電氣設備的保護控制，以適應現代電力系統的特點，保證電網電能質量以及電力系統的安全經濟運行。

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