電力系統(tǒng)自動(dòng)化與繼電保護(hù)自動(dòng)化的應(yīng)用

摘 要：電力是推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)作發(fā)展的基本能源之一，因而供電系統(tǒng)是否穩(wěn)定會(huì)直接影響到整個(gè)社會(huì)的平穩(wěn)運(yùn)行。隨著整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，大批具有現(xiàn)代化、信息化及自動(dòng)化能力的設(shè)備被生產(chǎn)出來(lái)，并大量運(yùn)用于社會(huì)各個(gè)行業(yè)中，在很大程度上推動(dòng)了整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。本文將以此為背景，圍繞電力系統(tǒng)及其繼電保護(hù)自動(dòng)化的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);自動(dòng)化

一、 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

電力系統(tǒng)中對(duì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用使得電力系統(tǒng)本身的發(fā)展具備了自動(dòng)化的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下三方面。

其一，功能的多樣化與具體化。受技術(shù)能力限制，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容通常集中在由發(fā)電、變電及供電構(gòu)成的整個(gè)工作環(huán)節(jié)，且并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)供變電具體數(shù)值的精確檢測(cè)。但在應(yīng)用了先進(jìn)的信息技術(shù)之后，電力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更多的功能，同時(shí)也能通過(guò)計(jì)算機(jī)的處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能、電壓的調(diào)控。

其二，設(shè)備的智能化。電力系統(tǒng)中存在大量用于對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的設(shè)備，而科技發(fā)展則能使這些設(shè)備與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，以程序代碼指令控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動(dòng)控制，不僅提升了整個(gè)電力系統(tǒng)控制管理的效率，也有效節(jié)約了管理工作的成本，更是為實(shí)現(xiàn)安全管理提供了可靠保障。

其三，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)因技術(shù)能力不足，在解決一些技術(shù)問(wèn)題時(shí)常采用以數(shù)量堆積的方式進(jìn)行處理，這就使得電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁復(fù)的問(wèn)題隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大而同步擴(kuò)大，大幅提升了調(diào)控及相關(guān)管理工作的難度。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造之后，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到了大幅度的簡(jiǎn)化，也實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)大的功能。

二、 繼電保護(hù)自動(dòng)化特征

繼電保護(hù)的本質(zhì)是切斷電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的部分，因此對(duì)保障電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行意義重大。但由于繼電保護(hù)本身需要借助一些裝置進(jìn)行，而這些裝置本身也可能產(chǎn)生故障，通常情況下分為拒動(dòng)故障和誤動(dòng)故障兩種。前者是指繼電保護(hù)裝置在檢測(cè)到電力系統(tǒng)故障后未采取行動(dòng);后者則是指繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中意外觸發(fā)其功能，這兩種故障均影響到了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。隨著繼電保護(hù)自動(dòng)化的發(fā)展，在應(yīng)用了相關(guān)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)之后的繼電保護(hù)裝置不僅保留了原本的功能，還能夠?qū)Ψ秶鷥?nèi)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與匯報(bào)，通過(guò)遠(yuǎn)程控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的即時(shí)管理，在很大程度上保障了電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。

三、 電力系統(tǒng)自動(dòng)化與繼電保護(hù)自動(dòng)化的應(yīng)用

（一）電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用體現(xiàn)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化及電力系統(tǒng)微機(jī)實(shí)時(shí)保護(hù)等方面。

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化需要以相應(yīng)的配套基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行，通常包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、工作站及大型顯示器，除此之外還有下級(jí)終端及其他配套設(shè)備。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)的功能主要是對(duì)電力系統(tǒng)生產(chǎn)電力過(guò)程中各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集到的數(shù)據(jù)按照一定標(biāo)準(zhǔn)展開分析，再對(duì)分析的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)這部分工作內(nèi)容，電力企業(yè)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進(jìn)行調(diào)控管理，使之滿足市場(chǎng)需求。

變電站自動(dòng)化則是以技術(shù)監(jiān)控取代原有的人工監(jiān)控，同時(shí)也省略了人工進(jìn)行操作的工序，改由計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析并采取相應(yīng)操作。變電站自動(dòng)化的發(fā)展意義在于使變電站原本的工作效率得到大幅提升，同時(shí)也在一定程度上強(qiáng)化了變電站的監(jiān)控能力。就當(dāng)前變電站自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r而言，得益于自動(dòng)化為變電站帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，后者已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的重點(diǎn)內(nèi)容，在現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度工作中扮演著重要角色。

電力系統(tǒng)微機(jī)實(shí)時(shí)保護(hù)本身具有高水準(zhǔn)的可靠性、較強(qiáng)的擴(kuò)展能力以及實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，此外還具備強(qiáng)大的通信能力，在人機(jī)交互上也有著不俗的表現(xiàn)。這就使得工作人員能夠在同時(shí)管理不同任務(wù)優(yōu)先級(jí)時(shí)的效率得到可靠提升，對(duì)整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制能力也得到大幅強(qiáng)化。當(dāng)前常見的微機(jī)實(shí)施保護(hù)裝置為RIOS。

（二）繼電保護(hù)自動(dòng)化的應(yīng)用

繼電保護(hù)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器及發(fā)電機(jī)的保護(hù)。

由于變壓器對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的安全性均能夠產(chǎn)生深刻影響，因此繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在很大程度上強(qiáng)調(diào)了對(duì)變壓器的保護(hù)，主要包括接地保護(hù)、瓦斯保護(hù)及短路保護(hù)三個(gè)方面內(nèi)容。接地保護(hù)是指運(yùn)用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)變壓器進(jìn)行接地保護(hù)，保護(hù)內(nèi)容以變壓器接地與否進(jìn)行區(qū)分，接地變壓器采用零序電流，而不接地的采用零序電壓;瓦斯保護(hù)是變壓器保護(hù)的重點(diǎn)，主要是在油箱出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)以零電壓切斷變壓器的電源，并在同一時(shí)間發(fā)出警報(bào);短路保護(hù)主要是避免變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行產(chǎn)生短路而做的保護(hù)，其具體方法是在變壓器運(yùn)行一段時(shí)間之后自動(dòng)使其產(chǎn)生跳閘，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的保護(hù)。

對(duì)發(fā)電機(jī)的保護(hù)主要在于備份保護(hù)及重點(diǎn)保護(hù)。備份保護(hù)是指在發(fā)電機(jī)定子繞組處于負(fù)荷較低的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)裝置跳閘，以免發(fā)電機(jī)因外部短路遭到破壞;重點(diǎn)保護(hù)則是指發(fā)電機(jī)因消磁產(chǎn)生故障時(shí)，由繼電保護(hù)裝置結(jié)合電流、發(fā)動(dòng)機(jī)相位點(diǎn)、中性點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的保護(hù)。

四、 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是推動(dòng)時(shí)代發(fā)展的第一生產(chǎn)力，而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性得到了更可靠的保障，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的有效推動(dòng)，這與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步是相輔相成的，在能源與科技兩方面作用于我國(guó)綜合國(guó)力的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮迎春.電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能技術(shù)的應(yīng)用分析[A].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017（9）：74.

[2]王小鋒.生產(chǎn)運(yùn)行電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2016（31）：295.

作者簡(jiǎn)介：

羅輝，南京電研電力自動(dòng)化股份有限公司。