有關(guān)電氣設(shè)備保護(hù)控制分析

【摘要】隨著我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電氣設(shè)備的保護(hù)控制越來越受到人們的關(guān)注和重視。本文闡述了電氣設(shè)備的保護(hù)措施，分析了電氣設(shè)備控制的基本要求、控制方式以及電氣設(shè)備控制線路設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，為電氣設(shè)備的保護(hù)和控制提供了一定的指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備；保護(hù)；控制；線路設(shè)計(jì)

1.引言

電氣設(shè)備是指以電能為動(dòng)力的各種用電裝置，電氣設(shè)備的保護(hù)控制對于電氣設(shè)備的安全和有效運(yùn)行有著重要的作用，電氣設(shè)備保護(hù)控制狀態(tài)的好壞會(huì)直接影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。電氣設(shè)備的保護(hù)和控制不到位，會(huì)造成生活、生產(chǎn)中設(shè)備的故障，甚至還會(huì)造成停產(chǎn)，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)的損失。隨著各行各業(yè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，電氣設(shè)備的運(yùn)用越來越多，因此，電氣設(shè)備的保護(hù)控制技術(shù)的研究為保障電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的意義。

2.電氣設(shè)備的保護(hù)

2.1 防止觸電的保護(hù)

應(yīng)采取保護(hù)措施防止意外地觸及電壓超過50V的帶電部件，對于裝在設(shè)備內(nèi)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(shí)也不致意外地觸及帶電部件。

（2）設(shè)備采用聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，使得只有在電源開關(guān)斷開以后才能打開。而且當(dāng)設(shè)備門打開時(shí)，電源開關(guān)不能閉合。當(dāng)然，這種聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)應(yīng)能允許指定人員在設(shè)備帶電時(shí)接近帶電部件，當(dāng)門重新關(guān)閉時(shí)，聯(lián)鎖應(yīng)當(dāng)自動(dòng)恢復(fù)。

（3）移動(dòng)、打開和拆卸設(shè)備應(yīng)使用專用鑰匙或工具。

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

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

2.2 短路保護(hù)

對于設(shè)計(jì)為耐短路的設(shè)備，在其額定運(yùn)行時(shí)輸出端發(fā)生的短路，均不應(yīng)對設(shè)備及其部件產(chǎn)生不可接受的熱和任何損害。短路消除以后，應(yīng)不用更換任何元件或采取任何措施，設(shè)備便能重新運(yùn)行。

可以采用保護(hù)器件使設(shè)備獲得短路耐受能力，必要時(shí)，應(yīng)能發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警及聯(lián)動(dòng)信號。

2.3 過載保護(hù)

被控對象不允許過載運(yùn)行時(shí)，設(shè)備應(yīng)有過載保護(hù)。

2.4 零電壓和欠電壓保護(hù)

設(shè)備應(yīng)設(shè)有零電壓保護(hù)。這種保護(hù)應(yīng)在設(shè)備斷電后（由于電網(wǎng)瞬時(shí)失壓和保護(hù)器件動(dòng)作），電源再現(xiàn)時(shí)，被控制的設(shè)備不能自動(dòng)運(yùn)行。

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

2.5 過壓保護(hù)

當(dāng)設(shè)備的輸出電壓超過規(guī)定的極限值時(shí)，應(yīng)將設(shè)備主電路自動(dòng)斷開或采取其他保護(hù)措施，以保證設(shè)備中的各部件不受損傷。

正常工作時(shí)，設(shè)備應(yīng)能承受下列各種過電壓而其各元件不受損傷：

（1）開關(guān)操作的過電壓；

（2）熔斷器或快速開關(guān)分?jǐn)鄷r(shí)產(chǎn)生的過電壓；

（3）元件換相過程中產(chǎn)生的過電壓；

（4）產(chǎn)品技術(shù)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(hù)

設(shè)備的金屬構(gòu)體上，應(yīng)有接地點(diǎn)。

3.電氣設(shè)備的控制

電氣設(shè)備的控制是針對電氣設(shè)備的系統(tǒng)性事故采取相應(yīng)對策的自動(dòng)操作措施。它的基本任務(wù)是對系統(tǒng)性事故時(shí)電氣元件的信息進(jìn)行綜合分析，按控制要求對電氣設(shè)備進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)。電氣設(shè)備的控制是電力系統(tǒng)控制的一個(gè)重要組成部分。

3.1 電器氣設(shè)備控制的基本要求

電氣設(shè)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(shè)備各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。

（2）根據(jù)電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全要求，為運(yùn)行人員提供調(diào)節(jié)和控制的決策，或者直接對各元件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

（3）實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)各層次、各局部系統(tǒng)和各元件間的綜合協(xié)調(diào)。尋求電氣設(shè)備質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)和安全多目標(biāo)的最優(yōu)運(yùn)行方式。

3.2 電氣設(shè)備的控制方式

對于任何一個(gè)控制系統(tǒng)，可以根據(jù)控制的復(fù)雜程度和控制目標(biāo)，把控制動(dòng)作從物理結(jié)構(gòu)上或從功能上進(jìn)行分層，使形成的各子控制系統(tǒng)的控制（或操作）從整個(gè)控制系統(tǒng)來看達(dá)到最恰當(dāng)?shù)目刂菩Ч?。電氣設(shè)備控制是結(jié)合了電氣設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)，按照復(fù)雜系統(tǒng)控制的一般規(guī)律，分層實(shí)現(xiàn)的。電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)分層可按以下三種方式進(jìn)行。

（1）按照控制水平劃分

根據(jù)電氣設(shè)備控制的復(fù)雜程度（控制水平），將自動(dòng)控制系統(tǒng)劃分為直接控制、最佳控制、自適應(yīng)控制等。

（2）按照模型化方法的不同劃分

當(dāng)同一控制對象從不同的角度模型化的時(shí)候，可以對各模型劃分子系統(tǒng)。

（3）按照組織分層劃分

以計(jì)算機(jī)為主體的電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果把全系統(tǒng)中所有電氣設(shè)備信息全部采集到中央調(diào)度所進(jìn)行處理，然后再把處理后的信息回送到各電氣設(shè)備中，將會(huì)出現(xiàn)信息量龐大、通道擁擠、對計(jì)算機(jī)的容量要求增大、相應(yīng)速度變慢、運(yùn)行復(fù)雜等問題。因此，可以采用分層控制，按照組織劃分層次，即設(shè)立中心調(diào)度所、地區(qū)調(diào)度所、電氣設(shè)備控制中心等分層控制中心。

3.3 電氣設(shè)備控制線路設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

（1）電器的正確連接

電氣設(shè)備控制線路能否正確運(yùn)行，其關(guān)鍵就在于電器的線圈和觸點(diǎn)是否連接正確。如線圈或觸點(diǎn)連接錯(cuò)誤，將會(huì)造成控制線路錯(cuò)誤的動(dòng)作，甚至?xí)霈F(xiàn)危險(xiǎn)。

（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(dòng)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(dòng)作。

（3）盡量減少電器觸點(diǎn)數(shù)目

在控制線路中，應(yīng)盡量減少電器觸點(diǎn)，提高線路的可靠性，以減少故障。從可靠性設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)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(diǎn)也越少，相應(yīng)的控制電路故障概率就越低，工作可靠性越高.因此，在設(shè)汁中應(yīng)盡量避免不必要的連鎖動(dòng)作現(xiàn)象。

（4）盡量減少電器不必要的通電時(shí)間

當(dāng)電路在線路控制系統(tǒng)的運(yùn)行中不起控制作用了，就不必繼續(xù)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(diǎn)位置，盡量減少連接導(dǎo)線的數(shù)量，縮短連接導(dǎo)線的長度。對一個(gè)串聯(lián)回路，將電器元件或觸點(diǎn)位置互換，并不影響其工作原理，但在實(shí)際運(yùn)行和接線中卻影響到電路的安全，也關(guān)系到實(shí)際連接導(dǎo)線數(shù)量和導(dǎo)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(fā)生事故或出現(xiàn)誤動(dòng)作情況下，應(yīng)能保證操作人員、電氣設(shè)備、生產(chǎn)機(jī)械的安全，并能有效地制止事故的擴(kuò)大。

4.結(jié)論

隨著電氣設(shè)備規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大，電氣設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式更加復(fù)雜多變，對運(yùn)行水平的要求也越來越高。要協(xié)調(diào)和控制電氣設(shè)備部分的運(yùn)行方式，應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的保護(hù)控制，以適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，保證電網(wǎng)電能質(zhì)量以及電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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