電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系探究

郭吳

摘要：電力系統(tǒng)的自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置有良好的發(fā)展前景，不僅能起到很好的協(xié)調(diào)控制作用，而且能簡(jiǎn)化系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，從而推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。因此，有必要進(jìn)一步進(jìn)行研究，使電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)裝置不斷升級(jí)。本文就電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系開(kāi)展探究與分析。

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

繼電保護(hù)裝置可以對(duì)電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)立即作出反應(yīng)，可通過(guò)遠(yuǎn)程遙控方式進(jìn)行臨時(shí)處理，從而避免設(shè)配故障的惡化[1]。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足電網(wǎng)的運(yùn)行，這就需要對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和繼電保護(hù)裝置進(jìn)行綜合研究與分析。

一、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的特點(diǎn)

（一）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化

我國(guó)電力技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改革以及電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，使電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)迅速向簡(jiǎn)單化方向發(fā)展。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在不斷變化，所用設(shè)備的數(shù)量在不斷減少，結(jié)構(gòu)越來(lái)越簡(jiǎn)單，但電力系統(tǒng)的功能在不斷完善。為了提高電能傳輸質(zhì)量，電力公司采取了一系列的措施來(lái)改善電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使電力系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）系統(tǒng)智能化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)逐漸施行智能化，使傳統(tǒng)的手工操作效率低下的問(wèn)題得到改善，在一定程度上減少了設(shè)備故障率，從而確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。在電力傳輸過(guò)程中，智能化系統(tǒng)能夠平穩(wěn)地輸送電能，從而使用戶(hù)能夠正常用電。在電力系統(tǒng)智能化后，可以使用一系列的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行控制設(shè)備，通過(guò)程序提高電力系統(tǒng)操作控制的效率與質(zhì)量。

二、 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系

（一）繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的作用

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其電氣設(shè)備很容易發(fā)生一些故障，一種是設(shè)備調(diào)控過(guò)程發(fā)生的電氣故障;另一種是設(shè)備局部故障，這兩種故障是完全不同的。如果局部設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，可能會(huì)造成大面積的停電，更嚴(yán)重的情況下，會(huì)對(duì)人員的安全造成危害[3]。在這種情況下，繼電裝置可以發(fā)揮其保護(hù)作用，確保電力系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。

（二）電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)于繼電保護(hù)裝置的要求

電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的最大優(yōu)勢(shì)在于能夠開(kāi)展自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制工作，從而滿(mǎn)足人們的生活生產(chǎn)用電需求[4]。電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)繼電保護(hù)裝置有一定的要求，主要包括以下幾個(gè)方面： ①繼電保護(hù)裝置的可靠性。繼電保護(hù)裝置對(duì)于電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行非常重要，在系統(tǒng)和設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能夠向工作人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，同時(shí)，直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘指令，以終止故障的發(fā)展。②選擇性。 繼電裝置的選擇性主要是指電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程操作，如自動(dòng)合閘，備用電源的切換，以達(dá)到系統(tǒng)保護(hù)的目的，防止造成過(guò)大的損失。③敏感性要求。電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)裝置靈敏度的要求主要體現(xiàn)在繼電保護(hù)的范圍上，繼電保護(hù)裝置需要有效地控制被保護(hù)的設(shè)備，在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)作出反應(yīng)，切斷故障設(shè)備的電源，從而達(dá)到保護(hù)的目的。

（三）繼電保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的優(yōu)化

繼電保護(hù)裝置及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，使電力系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全，大大促進(jìn)了電力系統(tǒng)向自動(dòng)化方向的發(fā)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求，從而推動(dòng)了繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展。電力系統(tǒng)由大量的電力設(shè)備和輸電線(xiàn)路組成，運(yùn)行環(huán)境相對(duì)復(fù)雜。因此，在實(shí)際運(yùn)行中不可避免地會(huì)發(fā)生各種各樣的故障，而且外部環(huán)境因素對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有很大的影響，因此為了保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須提高整個(gè)電力系統(tǒng)的保護(hù)能力和抗干擾能力。繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)一步加快了電力系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)的融合，從而使系統(tǒng)更具功能性。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化勢(shì)在必行。然而，要實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化運(yùn)行，就必須找到自動(dòng)化與電力系統(tǒng)之間的銜接點(diǎn)，其中繼電保護(hù)裝置是非常重要的組成部分，能將自動(dòng)化與繼電保護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合，從而使電力系統(tǒng)更加安全可靠。

三、繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

（一）繼電保護(hù)裝置在變壓器的應(yīng)用

現(xiàn)階段，變壓器繼電保護(hù)方法主要有以下三種。第一，地面保護(hù)法。這種方法可分為不接地變壓器和接地變壓器，接地變壓器主要采用零序電壓保護(hù)，不接地變壓器主要采用零序電流保護(hù)（如圖1）。第二，瓦斯保護(hù)法。這種方法主要是針對(duì)油箱問(wèn)題現(xiàn)象，可以檢測(cè)到一些有毒有害氣體。第三，短路保護(hù)法。在設(shè)備發(fā)生問(wèn)題時(shí)切斷電源。這三種方法各有利弊，但都是通過(guò)外部繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的保護(hù)，迅速切斷故障線(xiàn)路和設(shè)備。

（二）繼電保護(hù)裝置在發(fā)電機(jī)的應(yīng)用

在發(fā)電機(jī)上使用繼電保護(hù)裝置，可以大大提高對(duì)發(fā)電機(jī)性能的保護(hù)。通常在定子繞組上安裝繼電保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置自動(dòng)啟動(dòng)，阻斷電流通過(guò)發(fā)電機(jī)，以滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)化的要求。此外，如果電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，繼電保護(hù)裝置將自動(dòng)啟動(dòng)切斷電源。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，國(guó)家電網(wǎng)為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，逐漸在電力系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，從而提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行能力。繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的檢查站，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要保障作用。因此，應(yīng)不斷創(chuàng)新和應(yīng)用自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置，從而促進(jìn)電力行業(yè)的快速和穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑞梅，張曉娜，孟昱， 等.電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備及其自動(dòng)化可靠性研究[J].通信電源技術(shù)，2020，37（6）：35-36.

[2]丁娟.電力自動(dòng)化繼電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020，（5）：3226.

[3]賴(lài)海桂.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020，（4）：2092.

[4]劉騏誠(chéng).繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)裝備，2020，（3）：67，110.

（作者單位：東南大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司）