電力系統及其自動化和繼電保護的關系分析

陶 葦

（寧夏大學，寧夏 銀川 750000）

0 引 言

隨著我國經濟持續增長以及社會持續發展，未來我國發展過程中對于電力系統的需求量必然會呈現出越來越高的發展態勢，人們在社會生活過程中對于電力系統運行的穩定性、可靠性與安全性的要求也必然呈現出持續上升的發展態勢。電力系統及其自動化是當前電力系統朝向現代化、智能化、自動化發展的一項重要技術，也是我國電力產業在社會持續發展過程中孜孜不倦的追求更高、更好、更快發展質量的一種充分體現。本文將針對電力系統及其自動化的概念進行分析闡述，同時針對繼電保護設備自動化的特點特性進行分析，進而針對電力系統及其自動化和繼電保護之間的關系進行探討總結。

1 電力系統及其自動化的概念

電力系統的基本組成內容包括高壓輸電線、超高壓輸電線、發電廠、電廠升壓站、用戶變壓器、配電變電站等，其中輸變電系統與配電系統共同組成的一體化電力網絡便稱之為電網。而在電網的日常運行過程中，針對電網上所包含的各項設備進行智能化配置與自動化運轉設置的技術，便稱之為電力系統及其自動化技術。一般電力系統及其自動化涵蓋了地調自動化系統、配網自動化系統、配網管理自動化系統、配網管理自動化系統、變電站自動化系統、用戶信息系統等[1]。與傳統的電力系統網絡相比，電力系統及其自動化配電網絡主要包括如下特點。

1.1 系統結構更加簡單

以往電力系統中包括的諸多設備在實際運行過程中必須經過一定的調控環節才能發揮其供配電作用。然而在其實際運行過程中，由于各項操控環節的復雜性與多樣性，操作失誤的情況下很有可能導致部分設備在電網運行中出現各種故障問題，部分設備在沒有得到經常操控的情況下甚至無法發揮自身在配電網運行過程中的功能。而電力系統及其自動化技術能夠對電網的系統結構進行全面優化，使得電力系統的相關設備更加簡單且功能更加強大，促使各個設備之間的聯系更加緊密且操作更加簡單，對優化電力系統結構發揮了非常積極的作用。

1.2 系統操控基本一體

電力系統及其自動化技術在運行過程中已經基本實現了操控一體化，也即相關操作人員只需要對電力系統及其自動化管理系統進行操控，即可針對電力系統運行過程中的各項設備進行有效操控，在避免以往人力資源大量耗費的同時其操控程序更加簡單便捷，從整體層面上提升了電力系統操作的便捷性、舒適性與安全性，對提升電力系統的運行效率發揮了非常積極的作用。

1.3 系統功能呈多樣化

電力系統及其自動化在傳統電力系統多項功能的基礎上，還增加了自動化運轉、智能化運轉、智能監控、報警提示、自動優化、故障提醒等功能。因此，電力系統及其自動化系統在整體的系統功能上相較以往有極大的進步，更加便于工作人員監測電網的實時運行狀態，還能幫助工作人員繪制運行圖表來對電網的后續運行進行預測分析。

1.4 系統設備呈智能化

電力系統及其自動化能夠通過計算機完成電力系統運行代碼的編制并將其直接運用到電力設備中，促使電力設備的運行呈現出更加智能化、自動化的特點，在確保電力設備運行安全性與可靠性的同時，對提升電力設備的運行效率亦發揮了非常積極的作用。

電力系統的運行及轉移狀態如圖1所示。

圖1 電力系統的運行及轉移狀態

2 繼電保護設備自動化的特點

繼電保護指的是電力系統運行過程中針對其系統運行時發生的異常情況以及故障內容進行檢測，進而通過系統發出相應的報警信號或者經過系統判斷后將故障內容直接隔離、切除，以確保電力系統整體運行不受較大影響的一種保護措施。繼電保護設備在電力系統中的使用具有可靠性、靈敏性、選擇性、快速性等特點。首先，繼電保護系統能夠在其工作范圍內對電力設備進行全面保護，若電力設備運行異常情況或者故障情況已經超出其保護范圍，則繼電設備依然會發出信號并采取相關措施，確保整體電力系統運行的穩定性。其次，繼電保護系統能夠對電力系統的運行進行持續性、不間斷、實時性的全面監測，能夠在任何時間根據電力系統機器設備的使用情況變化來作出相關的反應，因此靈敏性極高。再次，繼電保護系統能夠根據電力系統當前故障問題的嚴重程度進行判斷，也可以選擇發出報警信號、直接切斷處理等相關處理措施，因此具有選擇性特點。最后，繼電保護系統本身亦屬于一種自動化與智能化設備，其反應極快且能夠結合電力系統的實際運行情況快速做出反應，盡可能的降低系統故障對整體電力系統的不利影響，因此具有快速性的特點[2]。

3 電力系統及其自動化和繼電保護之間的關系

3.1 繼電保護對電力系統自動化改造的積極作用

電力系統在接受自動化改造的過程中必然會產生大量的設備更新與信息留存，同時電力系統及其自動化在具體運行過程中也必然會涉及到大量的、繁復的、需要即時處理的信息內容。且在這種改造與運行的基礎上，還必須要保證電力系統在實際運行過程中的安全性、可靠性與合理性，確保能夠滿足我國社會發展與居民生活的共同需求。因此，就電力系統的實際運行狀態而言，對電力系統的運行調控是一件難度極高、要求極高、質量極高的調控措施。而繼電保護在電力系統自動化改造以及后續的運行過程中，除了能有效保證電力系統的運行安全外，其本身所具備的自動化、智能化特點能夠幫助電力系統自動化調控系統實時收集電力設備在系統運行過程中的各項信息，同時根據操控命令對電力系統運行過程中的各項信息進行分別、分級、分層處理，能有效保證電力系統及其自動化操控平臺在實際選擇與操控過程中所做決策的合理性，對幫助電力系統自動化改造具有非常積極的作用。以WBH-801T20DA-G裝置為例，其能夠針對變壓器故障采取及時反應且配置不會受到負荷電流的影響，具有較高的增量差動保護靈敏性，即使面對嚴重故障時，動作時間也不會超過20 ms，是當前電力系統自動化改造中較為常用的一種保護裝置[3]。

3.2 繼電保護對電力系統自動化系統的保護作用

電力系統及其自動化操控平臺在實際運行過程中對繼電保護設備的要求涉及到可靠性、選擇性等多項內容。首先在可靠性上，由于繼電保護系統的運行情況直接關系到電力系統及其自動化系統運行的安全性，因此繼電保護系統的運行必須要達到萬無一失的地步，才能充分發揮其保護作用來確保電力系統的安全穩定運行。其次在選擇性上，由于電力系統及其自動化運行過程中產生大量的信息，因此繼電保護系統必須對這些信息內容作出選擇性的處理，在面對具體故障情況時也必須根據故障程度進行選擇性處理，才能盡可能降低故障內容的影響范圍。因此，繼電保護系統對信息的篩選和處理必須具有相應的分級機制。例如，某變電站THS-2000自動化系統在系統組成中所包含的繼電保護系統，涵蓋了控制、監視、管理、報警等多項功能，同時也保留了緊急手動跳閘、緊急合閘操作等常規保護單元，更有利于提升對電力自動化系統的保護作用發揮[4]。

4 結 論

電力系統在接受自動化改造的過程中，必須要正確合理的選用繼電保護裝置，確保繼電保護系統的功能得到最大程度的發揮，確保電力系統及其自動化運行的穩定性得到最大程度的提升。