基于人工智能自动化设备运行高压线路保护问题研究

陈静洋

（1.河钢股份有限公司承德分公司，河北 承德 067002；2.河北省钒钛工程技术研究中心，河北 承德 067002）

基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备是钢铁厂中最重要的设备，但是随着科技和经济的不断发展，我国各实体企业对于钢铁的需求量逐年增加，为了增加产量、减少施工成本，很多企业都选择了基于人工智能的钢铁自动化冶炼设备[1]。但是这种基于人工智能的自动化设备复杂的结构使得很多冶炼仪器超负荷运转，电气自动化设备的高压线路稳定性极差。为了不发生安全事故，很多钢铁厂只能间歇性停产，严重地影响了生产效率和利润率。为了能够解决基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备运行过程中的高压线路问题，保证在过负荷运转下电气设备的线路稳定，本文对基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备运行高压线路保护问题进行研究。首先简要描述基于人工智能的高压线路运行特点，明确高压线路与普通线路的不同，并得到基于人工智能的高压线路继电保护装置发生故障的原因。然后对基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备运行过程中的高压线路问题进行分析，得到高压线路中常见问题的原因和表现形式，最后根据常见问题分别探究高压线路的具体保护措施。

1 基于人工智能的高压线路概述

高压线路保护的工作目的是保护用电设备运行的安全性，由于其设备内部电压值过高，且每个高压设备的内部构造都不相同等原因，即使是相对较简单设备的高压线路的保护都是一项十分复杂工作。因此，进行高压电芦苇互动人员都需要极高的专业素养[2]。在基于人工智能的电路中，高压输电线相比普通输电线差别很大。在高压线路中，电力一般都是以高压的形式存在，因此其整个电气设备对导线的要求也很高。

在基于人工智能的电气设备运行过程中，由于自动化设备本身的智能性，如果高压线路发生故障，高压电路就会立即向机电保护装置发送信号断开相关电路，对整个电气设备的高压线路进行保护。这个继电保护装置在高压线路中被称为继电器，是一个具备隔离电压功能的自动开关，在使用了基于人工智能的自动化电气设备中十分常见。基于人工智能的继电器能够在高压线路发生故障之后，以最快的速度自动关闭故障设备的电力开关，并发出相关警报。但是由于在电气设备运行过程中，继电器两端不能同时进行保护工作，因此若设备运行负荷量过大，则即使有继电器也不能将开关同时断开，基于人工智能的自动化电气设备高压电路就会产生不可逆转的故障。

2 钢铁厂电气自动化设备运行高压线路问题分析

在基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备运行过程中，若设备运行负荷过大，很容易导致高压线路出现问题，其主要表现如下表所示。

表1 高压线路中常见问题

如上表所示，系统电压的异常问题主要可以表现为电压过高和电压过低两种，结合基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备高压线路的运行规律可以发现，电压过低问题非常常见[3]。电压过低一方面可能是由于外部电压供给不足，还有可能是系统内部的线路和变压器分流过多，导致仪表上的数字低于正常电压值的下限。当电力设备中的电压表内数字高于正常值时，可以看作电压过高，一般情况下，只有两种情况会造成系统电压过高。其一是外部电压异常导致的系统电压过高，其二是基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备内部无功输出过大，引发电流和电压的异常变化，导致设备无法正常运行。

当设备频率数据发生异常时，一般情况下其根本原因为系统频率与额定频率之间差异较大。如果基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备自身的频率高于额定频率超过0.2HZ，则其AGC 的总频率就会高出正常值0.1HZ，这样足够使基于人工智能的电气自动化设备的发电机发生故障[4]。如果一个设备的发电机发生故障，该设备就无法正常运行，因此一旦电气设备的频率发生异常，就必须及时排除隐患。

正常情况下，基于人工智能的电气自动化设备系统震荡的异常情况是相对来说较为安全带设备故障。结合人工智能自动化系统高压电路的常规电压图谱可以看出，在设备运行时，系统震荡是一个非常常见的问题，每次从发电机开始运转到设备停止运动，几乎都会发生系统震荡的情况。电气设备中的电流电压表发生周期性摆动，数据数值发生波动，都能够证明系统震荡的发生，系统震荡一般都会伴随电气自动化设备的噪音和轰鸣声。

基于人工智能电气自动化设备的开关异常通常表现为开关跳闸和开关失灵另种形式，其中开关跳闸表现得最为明显。一旦人工智能自动化电气设备内的部分装置开关跳闸，则会直接导致光字牌闪烁现象，接着监控系统中的指针会发生不规律的摆动，且显示器中的示数会直接归零[5]。从以上现象就能直接看出开关跳闸对人工智能自动化电气设备的危害，尤其是设备中的零部件通常会直接损坏。而开关失灵虽然不会直接导致设备故障，但其会直接引发系统警报，一旦警报声响起，以上光字牌、系统指针、显示器的异常就会同样出现在开关失灵中。

在人工智能自动化电气设备的线路问题中，最严重的就是母线故障。如果母线出现故障，甚至会直接导致警报和人工智能自动化电气设备系统的大范围停产。在此过程中，电器参数随时会发生不规律的变化以及开关跳闸情况，电压值也会直接降为零。一旦发生人工智能自动化电气设备高压线路中的母线故障问题，必须及时进行维修，否则其引发的设备故障会十分严重。

3 高压线路保护措施概述

3.1 系统电压异常

根据上文的高压线路问题分析，可以将系统电压异常的保护措施分为系统电压过低维护和系统电压过低维护。当系统电压过低时，可以通过检查测量仪器的数据和设备的具体情况，判断高压线路是否正常。若测量仪器无故障，但系统电压仍然过低，就必须调整内部电压和外部电压，以保障整个人工智能自动化电气设备高压电路的正常运行[6]。在这个过程中，必须按照由高到低、有有功到无功的顺序对人工智能自动化电气设备的电压进行调整。若系统电压过高，就应当及时调整外部电压输出，使电压达到正常数值。若调节输出后，电压依然异常，就必须适当减少内部的人工智能自动化电气设备机组运行。当以上两种方式都无法降低电压时，则系统电压过高的原因只能是高压线路发生故障，此时应排查线路故障的范围，并及时更替老化线路，使系统电压恢复正常。

3.2 频率异常

由上文可知，人工智能自动化电气设备的频率异常通常会导致发电机损坏，因此要想对人工智能自动化电气设备高压线路进行保护，就必须保证发电机设备的完好无损。系统发电机主保护及后备保护电路的示意图如下所示。

图1 发电机主保护及后备保护电路示意图

如上图所示，在复杂的电源回路中，要想保护高压线路，就更需要为人工智能自动化电气设备提供良好的环境，减少频率异常次数，对整个发电机组处理调整。并结合整个发电机的频率数据以及相关规章制度，对保护程序进行处理。

3.3 系统震荡

当人工智能自动化电气设备发生系统震荡时，首先检查发电机设备是否失磁，若是由该情况导致的系统震荡，则应迅速解决系统内部的隐患。此时应在非智能状态下增大AVR 的输出功率，若是AVR 处于自动状态，则可以任其自行处理。当排除掉发电机失磁的隐患，系统却仍然震荡时，则该系统震荡是由发动机运行频率过高导致的，此时应适当减少人工智能自动化电气设备发电机的做功。在对系统震荡问题进行维护时，需要注意不能随意更改主接线，同时严格监视人工智能自动化电气设备高压线路的运行额度，防止其超出限额。

3.4 开关故障

在人工智能自动化电气设备高压线路的维护中，开关故障问题主要分为开关跳闸和开关失灵两种情况。发生开关故障时，应首先检查各地区的电流电压表是否完好，若完好则根据电流电压表判断故障的具体地点。得到故障线路的具体区位之后，就应该详细检查该区域的开关设备，在这个过程中需要注意不能强行推送相关开关拒动[7]。然后根据具体情况对人工智能自动化电气设备的过载问题进行进一步检验，并根据检验结果确保线路检修顺利完成。开关失灵时，可以通过直接更替开关的方式达到维修的目的。

3.5 母线故障

母线故障是人工智能自动化电气设备高压线路维护中最重要的环节，首先对整根母线上的所有开关连接进行检查，判断这些开关是否正常工作。若有未正常工作的部分，则对其进行全面的检修。其次，全面检查所有与故障母线连接到设备零件，保证该人工智能自动化电气设备零件完好性。并在排除故障之后，恢复母线运行的正常。

4 结语

综上所述，在基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备运行过程中，高压线路的稳定性和安全性具备重要的意义。本文从高压线路中存在的问题出发，对基于人工智能的钢铁厂电气自动化设备高压线路的防护工作进行分析研究。降低了电气设备的损耗，保证了设备运行过程中的安全性，实现了生产效率和利润率的提高，具备良好的经济效益和社会价值。