有关电气设备保护控制分析

【摘要】随着我国电力系统的快速发展，电气设备的保护控制越来越受到人们的关注和重视。本文阐述了电气设备的保护措施，分析了电气设备控制的基本要求、控制方式以及电气设备控制线路设计的注意事项，为电气设备的保护和控制提供了一定的指导。

【关键词】电气设备；保护；控制；线路设计

1.引言

电气设备是指以电能为动力的各种用电装置，电气设备的保护控制对于电气设备的安全和有效运行有着重要的作用，电气设备保护控制状态的好坏会直接影响到电力系统的稳定与安全。电气设备的保护和控制不到位，会造成生活、生产中设备的故障，甚至还会造成停产，从而导致经济的损失。随着各行各业的不断发展和科学技术的突飞猛进，电气设备的运用越来越多，因此，电气设备的保护控制技术的研究为保障电气设备正常运转具有重要的意义。

2.电气设备的保护

2.1 防止触电的保护

应采取保护措施防止意外地触及电压超过50V的带电部件，对于装在设备内的电器元件，可采取下述一种或几种措施：

（1）用绝缘材料将带电部件完全包住，以便保证即使门打开时也不致意外地触及带电部件。

（2）设备采用联锁机构，使得只有在电源开关断开以后才能打开。而且当设备门打开时，电源开关不能闭合。当然，这种联锁机构应能允许指定人员在设备带电时接近带电部件，当门重新关闭时，联锁应当自动恢复。

（3）移动、打开和拆卸设备应使用专用钥匙或工具。

（4）切断电路时，电荷能量大于0.1J的电容器应具有放电回路。在有可能产生电击的电容器上应有警示标志。

（5）旋钮和操作手柄等部件最好采用符合设备的最大绝缘电压的绝缘材料来制作或作为护套，或安全可靠地同已连接到保护电路上的部件进行电气连接。

2.2 短路保护

对于设计为耐短路的设备，在其额定运行时输出端发生的短路，均不应对设备及其部件产生不可接受的热和任何损害。短路消除以后，应不用更换任何元件或采取任何措施，设备便能重新运行。

可以采用保护器件使设备获得短路耐受能力，必要时，应能发出相应的报警及联动信号。

2.3 过载保护

被控对象不允许过载运行时，设备应有过载保护。

2.4 零电压和欠电压保护

设备应设有零电压保护。这种保护应在设备断电后（由于电网瞬时失压和保护器件动作），电源再现时，被控制的设备不能自动运行。

某些设备如果允许电源电压瞬时中断（或瞬时欠电压）而不要求断开电路。则可配备电压延时器件。只有在欠电压超过规定的时限后，才能切断电路。

2.5 过压保护

当设备的输出电压超过规定的极限值时，应将设备主电路自动断开或采取其他保护措施，以保证设备中的各部件不受损伤。

正常工作时，设备应能承受下列各种过电压而其各元件不受损伤：

（1）开关操作的过电压；

（2）熔断器或快速开关分断时产生的过电压；

（3）元件换相过程中产生的过电压；

（4）产品技术条件提出的其他过电压（如雷击波形的大气过电压等）。

2.6 安全接地保护

设备的金属构体上，应有接地点。

3.电气设备的控制

电气设备的控制是针对电气设备的系统性事故采取相应对策的自动操作措施。它的基本任务是对系统性事故时电气元件的信息进行综合分析，按控制要求对电气设备进行操作，以实现预期的控制目标。电气设备的控制是电力系统控制的一个重要组成部分。

3.1 电器气设备控制的基本要求

电气设备控制的基本要求是：

（1）迅速而正确地收集、检测和处理电气设备各元件、局部系统或全系统的运行参数。

（2）根据电气设备的实际运行状态和系统各元件的技术、经济和安全要求，为运行人员提供调节和控制的决策，或者直接对各元件进行调节和控制。

（3）实现全系统各层次、各局部系统和各元件间的综合协调。寻求电气设备质量、经济和安全多目标的最优运行方式。

3.2 电气设备的控制方式

对于任何一个控制系统，可以根据控制的复杂程度和控制目标，把控制动作从物理结构上或从功能上进行分层，使形成的各子控制系统的控制（或操作）从整个控制系统来看达到最恰当的控制效果。电气设备控制是结合了电气设备的运行特点，按照复杂系统控制的一般规律，分层实现的。电气设备的控制系统分层可按以下三种方式进行。

（1）按照控制水平划分

根据电气设备控制的复杂程度（控制水平），将自动控制系统划分为直接控制、最佳控制、自适应控制等。

（2）按照模型化方法的不同划分

当同一控制对象从不同的角度模型化的时候，可以对各模型划分子系统。

（3）按照组织分层划分

以计算机为主体的电气设备自动控制系统，如果把全系统中所有电气设备信息全部采集到中央调度所进行处理，然后再把处理后的信息回送到各电气设备中，将会出现信息量庞大、通道拥挤、对计算机的容量要求增大、相应速度变慢、运行复杂等问题。因此，可以采用分层控制，按照组织划分层次，即设立中心调度所、地区调度所、电气设备控制中心等分层控制中心。

3.3 电气设备控制线路设计的注意事项

（1）电器的正确连接

电气设备控制线路能否正确运行，其关键就在于电器的线圈和触点是否连接正确。如线圈或触点连接错误，将会造成控制线路错误的动作，甚至会出现危险。

（2）防止电路中存在寄生电路

所谓寄生电路，是指在电气控制线路的动作过程中，意外接通的线路。在控制线路中如果有寄生电路，将破坏电器和电路的正常工作顺序，造成误动作。

（3）尽量减少电器触点数目

在控制线路中，应尽量减少电器触点，提高线路的可靠性，以减少故障。从可靠性设计的观点看，在满足功能要求的前提下，电路要尽量简化。电器元件越少，其触点也越少，相应的控制电路故障概率就越低，工作可靠性越高.因此，在设汁中应尽量避免不必要的连锁动作现象。

（4）尽量减少电器不必要的通电时间

当电路在线路控制系统的运行中不起控制作用了，就不必继续通电了。一方面可以减少电能损耗，另一方面也可以延长该电器的使用寿命。

（5）合理安排电器元件及触点位置，尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线的长度。对一个串联回路，将电器元件或触点位置互换，并不影响其工作原理，但在实际运行和接线中却影响到电路的安全，也关系到实际连接导线数量和导线长度。

（6）保证电气控制电路工作的安全性

电气控制电路在发生事故或出现误动作情况下，应能保证操作人员、电气设备、生产机械的安全，并能有效地制止事故的扩大。

4.结论

随着电气设备规模和容量的不断扩大，电气设备的网络结构和运行方式更加复杂多变，对运行水平的要求也越来越高。要协调和控制电气设备部分的运行方式，应用现代化技术来实现电气设备的保护控制，以适应现代电力系统的特点，保证电网电能质量以及电力系统的安全经济运行。

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