电气设备主动保护与控制技术的可操作性分析

王闯 郭毅

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的电气工程的发展也突飞猛进。本文从电气设备运行维护措施和电气设备故障检修方法两方面提出了建议，为了提高企业电气设备运行维护及故障检修的专业技术，用以保证企业电气设备的正常运行。

关键词：电气设备主动保护;控制技术;可操作性分析

引言

在气象冲击、电网扰动、设备缺陷等风险因素的影响下，以三道防线为主的传统电网的安全防御系统已逐渐演变为多维度的安全风险防控体系。未来电网安全风险防御体系将在不同的时间尺度上对设备级与系统级层面，实施静态、动态、暂态等各种保护措施以达到稳定控制的目的。在这一系列的措施之中，让保护与控制系统变得“主动”、“智能”和“协调”则是重中之重，也是未来继电保护技术新的发展趋势。

1构建主动保护与控制的技术支撑

1.1主动感知与预测技术相结合

关注和感知各种不确定性因素下的状态变化特性是主动保护与控制需要考虑的关键因素。电网网架结构改变、元件切除或投入等带来的扰动、外部灾害等诸多因素会引起何种状态变化，其特性是什么，是需要考虑的问题所在。传感器技术、数据采集与通信以及设备故障预测技术是主动感知与预测技术的重要组成部分。

1.2安全域建模与动态辨识技术相结合

设备安全域与动态安全裕度建模技术。做好“三法”的研究工作：寻找输变电设备安全域表征方法，采用特征量量化分析方法，分析输变电设备电-磁-热-力等物理因素，对其进行建模，探讨输变电设备安全域演变规律及预测其发展趋势。安全域动态辨识与跟踪技术在复杂条件下的应用。快速分析计算技术的特点是多源、异质、广域、信息量大，以此为契机，依托高科技可实现模型的快速辨识与跟踪。

1.3主动保护与协同控制技术相结合

主动保护可以通过预测故障，主动采取控制措施，以降低故障发生的概率。但针对有些无法预测的故障或者是己发生的故障，主动保护可以依靠设备本体安全承载能力与系统安全承载能力之间的关系，自动识别，通过主动调节来阻断故障蔓延或缩小故障影响范围。有效阻断故障蔓延的可行性措施是在己知设备安全承载能力基础上，采用协同控制手段。随着科技的发展，很多电子设备投入到电力系统的安全防御体系中，为其实施广域协同控制提供了硬件保證。

2电气设备运行维护措施

2.1按时做常规检查

工作人员在日常工作中经常对电气设备进行常规性的检查，可以发现其存在的小问题并及时采取措施进行补救，以免电气设备在运行过程中出现可能危及员工生命安全的严重问题，影响后期的工作进程。所以，为了使电气设备能够安全高效地运行，提高安全检查的工作效果和工作效率，工作人员在对机器设备进行检测时，可以通过辨别电气设备是否存在特殊气味来断定设备是否发生故障，有效地判断其运行状态是否出现异常;其次，对电气设备机械故障最直观的检验方法就是使其处于运行的状态，在设备运行过程中，检修人员必须对其进行细致的检查，以防遗漏任何设备故障问题。如果在检修过程中发现了任何设备故障一定要及时对故障原因进行分析，采取相应的维修措施，以免出现更大的损失;最后，如果检修过程中并没有发现电气设备存在任何安全隐患，检修人员也应该做好日常的记录，方便为以后的检修工作提供参考意见。

2.2保证规范操作电气设备

为了使工作人员熟练和正确的操作电气设备，使该设备在正常运行的基础上发挥最大效能，企业应该在电气设备的操作流程方面制定出一套完整的培训方案，使工作人员在了解其运行原理和规律的同时，增强其对电气设备的了解程度，使其在该设备的日常检修的过程中发挥作用，完善企业电气设备日常检修系统。首先，企业的管理人员要适当针对基层设备操作人员组织其参加关于电气设备操作的培训课程，使其在培训课程中了解电气设备的操作原理，并加强对操作人员的操作模拟训练，使其进一步巩固设备的操作流程，用理论与实际相结合的方式加强工作人员对电气设备操作的熟练度;其次，在使用设备的初期，企业可以专门派技术人员进行现场指导，及时发现工作人员在操作方面的不足和错误，及时进行指正。

2.3做好电气设备日常维护工作

在做好电气设备的常规检查的同时还要做好日常运行维护。比如在对变压器进行日常运行维护工作时，维护人员要对其以下几方面进行仔细考量，确保其整体的正常运行：检查变压器的防雷措施，做好接地保护;检查变压器铁芯绝缘的外部保护层是否存在老化的问题等。如果在进行日常维护的过程中变压器出现了上述的这些问题，维护人员一定要及时采取有效措施，对其进行维修处理，并在保证其修补完成不会对操作人员以及设备本身造成危害影响之后，应对造成事故的原因进行合理的分析，并进行相应的记录，为以后的维修工作提供参考。另外，在对于发电机的日常维护工作过程中，维护人员要结合其自身的特点在不直接接触设备的情况下，定期对机身散热口处和机箱中存在的灰尘以及杂物进行清理，以免在清理垃圾的过程中对设备本身造成污染，加速设备的老化，减短其使用寿命，同时也使维护人员避免因接触设备而发生危险;在对发电机的维护过程中，还要检查电刷是否在滑环的中间位置。以及为提高发电机的安全性能，检查发电机的接地情况是否正常。

3主动保护与控制的可操作性分析

输变电设备状态监测技术的快速发展为其提供了技术保证：在线监测技术可以为输变电设备运行提供参量。涉及到电、磁、热、声、光、力、化学等多种类型的参量，为评定输变电设备的电气、机械性能提供了准确数据。目前有较全面的监测方式的设备涉及到变压器、断路器、气体绝缘金属封闭开关设备（UIS）、电缆等主要一次电力设备;对继电保护测量回路、通信网络等二次设备的在线监测技术也随着变电站向智能化方向的发展也得到快速发展。现代电力系统存在的供电冗余性与调控灵活性为其提供了改革的必要性：输变电设备内部状态感知是通过状态评价与故障诊断技术而得知的。输变电设备的状态评价及故障诊断随着处理非线性问题的神经网络、适应于小样本条件的支持矢量机、针对不确定性问题的模糊理论方法、可描述系统动态行为的Petri网等在内的各类智能算法与计算机技术的发展也在不断得到提升。这种发展性的进步可以主动感知输变电设备的内部状态。电力系统高级预测技术为其发展提供了可能性：输变电设备外部环境变化趋势预测得益于精细化气象预报。以生产、运行为主的电网在能源互联技术蓬勃发展的催生下，其规模在日益扩大，而它在各个阶段对气象信息的需求也在随之增加。精细化气象预报已经成为电力、气象两个领域的相互连接的重要纽带。随着数值预报、降尺度、滚动更新订正等气象技术和计算机技术的不断发展，气象预报服务由传统的面向公众逐步过渡到面向电网行业，现有地面气象观测网也在随之不断完善。

结语

设备种类数量繁多、运营环境多变、网架结构复杂是现代电力系统所具有的特点。若无正确应对意外扰动的措施，有可能导致事故扩散，进而蔓延到全系统造成一系列重大损失。因而主动保护既需要关注预测故障，同时也需要关注预测设备本体的安全裕度。未来的电气设备主动保护与控制策略可操作性得益于快速发展在线监测技术、通信技术、人工智能技术、保护与控制协调技术的发展。

参考文献

[1]熊小伏.电气设备主动保护与控制概念及功能架构[J].电力系统自动化，2018（02）.

[2]文波.配电楼—电气设备系统的地震反应及减震控制研究[D].西安：西安建筑科技大学，2008.