電力系統(tǒng)及其自動化和繼電保護(hù)的關(guān)系分析

陶 葦

（寧夏大學(xué)，寧夏 銀川 750000）

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長以及社會持續(xù)發(fā)展，未來我國發(fā)展過程中對于電力系統(tǒng)的需求量必然會呈現(xiàn)出越來越高的發(fā)展態(tài)勢，人們在社會生活過程中對于電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性與安全性的要求也必然呈現(xiàn)出持續(xù)上升的發(fā)展態(tài)勢。電力系統(tǒng)及其自動化是當(dāng)前電力系統(tǒng)朝向現(xiàn)代化、智能化、自動化發(fā)展的一項重要技術(shù)，也是我國電力產(chǎn)業(yè)在社會持續(xù)發(fā)展過程中孜孜不倦的追求更高、更好、更快發(fā)展質(zhì)量的一種充分體現(xiàn)。本文將針對電力系統(tǒng)及其自動化的概念進(jìn)行分析闡述，同時針對繼電保護(hù)設(shè)備自動化的特點特性進(jìn)行分析，進(jìn)而針對電力系統(tǒng)及其自動化和繼電保護(hù)之間的關(guān)系進(jìn)行探討總結(jié)。

1 電力系統(tǒng)及其自動化的概念

電力系統(tǒng)的基本組成內(nèi)容包括高壓輸電線、超高壓輸電線、發(fā)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(tǒng)與配電系統(tǒng)共同組成的一體化電力網(wǎng)絡(luò)便稱之為電網(wǎng)。而在電網(wǎng)的日常運行過程中，針對電網(wǎng)上所包含的各項設(shè)備進(jìn)行智能化配置與自動化運轉(zhuǎn)設(shè)置的技術(shù)，便稱之為電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)。一般電力系統(tǒng)及其自動化涵蓋了地調(diào)自動化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、配網(wǎng)管理自動化系統(tǒng)、配網(wǎng)管理自動化系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)、用戶信息系統(tǒng)等[1]。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，電力系統(tǒng)及其自動化配電網(wǎng)絡(luò)主要包括如下特點。

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單

以往電力系統(tǒng)中包括的諸多設(shè)備在實際運行過程中必須經(jīng)過一定的調(diào)控環(huán)節(jié)才能發(fā)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(huán)節(jié)的復(fù)雜性與多樣性，操作失誤的情況下很有可能導(dǎo)致部分設(shè)備在電網(wǎng)運行中出現(xiàn)各種故障問題，部分設(shè)備在沒有得到經(jīng)常操控的情況下甚至無法發(fā)揮自身在配電網(wǎng)運行過程中的功能。而電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面優(yōu)化，使得電力系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備更加簡單且功能更加強(qiáng)大，促使各個設(shè)備之間的聯(lián)系更加緊密且操作更加簡單，對優(yōu)化電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)揮了非常積極的作用。

1.2 系統(tǒng)操控基本一體

電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)在運行過程中已經(jīng)基本實現(xiàn)了操控一體化，也即相關(guān)操作人員只需要對電力系統(tǒng)及其自動化管理系統(tǒng)進(jìn)行操控，即可針對電力系統(tǒng)運行過程中的各項設(shè)備進(jìn)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(tǒng)操作的便捷性、舒適性與安全性，對提升電力系統(tǒng)的運行效率發(fā)揮了非常積極的作用。

1.3 系統(tǒng)功能呈多樣化

電力系統(tǒng)及其自動化在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)多項功能的基礎(chǔ)上，還增加了自動化運轉(zhuǎn)、智能化運轉(zhuǎn)、智能監(jiān)控、報警提示、自動優(yōu)化、故障提醒等功能。因此，電力系統(tǒng)及其自動化系統(tǒng)在整體的系統(tǒng)功能上相較以往有極大的進(jìn)步，更加便于工作人員監(jiān)測電網(wǎng)的實時運行狀態(tài)，還能幫助工作人員繪制運行圖表來對電網(wǎng)的后續(xù)運行進(jìn)行預(yù)測分析。

1.4 系統(tǒng)設(shè)備呈智能化

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

電力系統(tǒng)的運行及轉(zhuǎn)移狀態(tài)如圖1所示。

圖1 電力系統(tǒng)的運行及轉(zhuǎn)移狀態(tài)

2 繼電保護(hù)設(shè)備自動化的特點

繼電保護(hù)指的是電力系統(tǒng)運行過程中針對其系統(tǒng)運行時發(fā)生的異常情況以及故障內(nèi)容進(jìn)行檢測，進(jìn)而通過系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的報警信號或者經(jīng)過系統(tǒng)判斷后將故障內(nèi)容直接隔離、切除，以確保電力系統(tǒng)整體運行不受較大影響的一種保護(hù)措施。繼電保護(hù)設(shè)備在電力系統(tǒng)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(hù)系統(tǒng)能夠在其工作范圍內(nèi)對電力設(shè)備進(jìn)行全面保護(hù)，若電力設(shè)備運行異常情況或者故障情況已經(jīng)超出其保護(hù)范圍，則繼電設(shè)備依然會發(fā)出信號并采取相關(guān)措施，確保整體電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。其次，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行進(jìn)行持續(xù)性、不間斷、實時性的全面監(jiān)測，能夠在任何時間根據(jù)電力系統(tǒng)機(jī)器設(shè)備的使用情況變化來作出相關(guān)的反應(yīng)，因此靈敏性極高。再次，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠根據(jù)電力系統(tǒng)當(dāng)前故障問題的嚴(yán)重程度進(jìn)行判斷，也可以選擇發(fā)出報警信號、直接切斷處理等相關(guān)處理措施，因此具有選擇性特點。最后，繼電保護(hù)系統(tǒng)本身亦屬于一種自動化與智能化設(shè)備，其反應(yīng)極快且能夠結(jié)合電力系統(tǒng)的實際運行情況快速做出反應(yīng)，盡可能的降低系統(tǒng)故障對整體電力系統(tǒng)的不利影響，因此具有快速性的特點[2]。

3 電力系統(tǒng)及其自動化和繼電保護(hù)之間的關(guān)系

3.1 繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)自動化改造的積極作用

電力系統(tǒng)在接受自動化改造的過程中必然會產(chǎn)生大量的設(shè)備更新與信息留存，同時電力系統(tǒng)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(fù)的、需要即時處理的信息內(nèi)容。且在這種改造與運行的基礎(chǔ)上，還必須要保證電力系統(tǒng)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(fā)展與居民生活的共同需求。因此，就電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)而言，對電力系統(tǒng)的運行調(diào)控是一件難度極高、要求極高、質(zhì)量極高的調(diào)控措施。而繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)自動化改造以及后續(xù)的運行過程中，除了能有效保證電力系統(tǒng)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(tǒng)自動化調(diào)控系統(tǒng)實時收集電力設(shè)備在系統(tǒng)運行過程中的各項信息，同時根據(jù)操控命令對電力系統(tǒng)運行過程中的各項信息進(jìn)行分別、分級、分層處理，能有效保證電力系統(tǒng)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(tǒng)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(yīng)且配置不會受到負(fù)荷電流的影響，具有較高的增量差動保護(hù)靈敏性，即使面對嚴(yán)重故障時，動作時間也不會超過20 ms，是當(dāng)前電力系統(tǒng)自動化改造中較為常用的一種保護(hù)裝置[3]。

3.2 繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)的保護(hù)作用

電力系統(tǒng)及其自動化操控平臺在實際運行過程中對繼電保護(hù)設(shè)備的要求涉及到可靠性、選擇性等多項內(nèi)容。首先在可靠性上，由于繼電保護(hù)系統(tǒng)的運行情況直接關(guān)系到電力系統(tǒng)及其自動化系統(tǒng)運行的安全性，因此繼電保護(hù)系統(tǒng)的運行必須要達(dá)到萬無一失的地步，才能充分發(fā)揮其保護(hù)作用來確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。其次在選擇性上，由于電力系統(tǒng)及其自動化運行過程中產(chǎn)生大量的信息，因此繼電保護(hù)系統(tǒng)必須對這些信息內(nèi)容作出選擇性的處理，在面對具體故障情況時也必須根據(jù)故障程度進(jìn)行選擇性處理，才能盡可能降低故障內(nèi)容的影響范圍。因此，繼電保護(hù)系統(tǒng)對信息的篩選和處理必須具有相應(yīng)的分級機(jī)制。例如，某變電站THS-2000自動化系統(tǒng)在系統(tǒng)組成中所包含的繼電保護(hù)系統(tǒng)，涵蓋了控制、監(jiān)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(guī)保護(hù)單元，更有利于提升對電力自動化系統(tǒng)的保護(hù)作用發(fā)揮[4]。

4 結(jié) 論

電力系統(tǒng)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(hù)裝置，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能得到最大程度的發(fā)揮，確保電力系統(tǒng)及其自動化運行的穩(wěn)定性得到最大程度的提升。