電力系統及自動化和繼電保護的相關性研究

葉璐　鄧偉

摘 要：本文通過對電力系統及自動化和繼電保護設備應用特征進行分析，從繼電保護可以提升電力系統運行穩定性及繼電保護推動電力系統的自動化改造進程兩方面入手，對兩者之間的相關性展開分析。在此基礎上，對繼電保護自動化在電力系統中的應用情況展開論述。

關鍵詞：繼電保護;電力系統;自動化改造

中圖分類號：TM76;TM77文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）31-0115-03

Research on the Relativity of Power system and

Automation and Relay Protection

YE Lu DENG Wei

（State Grid Zhengzhou Electric Power Company，Zhengzhou Henan 450000）

Absrtact： By analyzing the application characteristics of power system， automation and relay protection equipment， this paper started with two aspects： relay protection could enhance the stability of power system operation and the relay protection promoted the process of automatic transformation of power system. The correlation between the two was analyzed. On this basis， the application of relay protection automation in power system was discussed.

Keywords： relay protection;power system;automation transformation

電力系統自動化與智能化的結合，在很大程度上為整個行業的進步創造了新的契機。繼電保護是當前電力系統自動化運行管理中的重要保障措施，對保證電力系統運行的安全性和可靠性具有重要意義。為了充分發揮繼電保護裝置的實際作用，本文就電力系統自動化和繼電保護的相關性展開具體研究。

1 電力系統自動化和繼電保護設備的應用特征

1.1 電力系統自動化的應用特征

電力系統自動化的應用特征主要體現在以下三方面。第一，內部結構簡單化。電力系統自動化改造有效解決了當前系統中繼電保護裝置的操作問題，內部結構的簡單化對降低系統調控環節的難度及提升電力設備的運行效率發揮著重要作用。第二，系統運行智能化。在電力系統運行過程中，通過靈活運用程序代碼操控電力設備，推動了電力系統運行的智能化發展進程，改變了傳統人工操作模式，有效降低了人為操作失誤導致系統故障的概率。第三，系統操控一體化。電力系統自動化發展實現了設備操作與控制一體化，這種一體化操控方式在簡化系統操作步驟的同時，促進了電力系統運行效率的提升。

1.2 繼電保護設備的應用特征

繼電保護設備（如圖1所示）可以對電力系統中發生的故障或異常情況進行檢測，從而發出報警信號，其應用特征主要包括可靠性高、實用性強及便利性高三個方面。其中，可靠性高主要是指在電力系統繼電保護過程中，所涉及的信息管理方式十分關鍵，當前應用最為廣泛的一類管理方式是以數據倉庫為核心的方法，這種管理方式的應用不僅可以有效提升電力系統的運行安全性，而且在運行維護過程中促使電力系統不斷升級。繼電保護設備的實用性主要體現在數據共享方面，相應的繼電保護設備可以對數據進行精準分析，在管理控制過程中將這些數據作為基本前提，可以大幅度提升系統運行操作的便利性，將設備本身的實用性發揮到最大。而繼電保護設備應用的便利性則更多地體現在遠程監控目標實現的這一方面，同時應用電力系統繼電保護后遠程監控目標的實現也是繼電保護的突出優勢之一[1]。

2 電力系統自動化和繼電保護的相關性

2.1 繼電保護可以提升電力系統運行穩定性

電力系統的運行需要對電能進行一定程度的調控，并且在特定的時候對電能進行改造，從而更好地保障廣大用戶的用電安全，使輸出電力質量可以達到要求標準。電力系統的分布過程中，一般會采用分層分級的分布方式，應用這種分布方式可以合理控制原始電能，在保證相關電力設備運用穩定性等方面發揮積極作用。繼電器在電力系統中的廣泛應用，可以針對系統運行中發生的故障實施自動化的診斷，在此基礎上采取適當的處理措施，對一次電力設備予以充分保護[2]。在繼電保護自動化裝置安裝過程中，應該在結合電力系統運行實際情況的基礎上，綜合考慮電力系統長期穩定運行的需求，并且避免電力設備在缺少繼電保護的狀態下運行。

2.2 繼電保護推動了電力系統的自動化改造進程

從某種程度上講，電力系統的自動化改造對繼電保護提出了較高的要求，包括繼電保護的安全性、選擇性及靈敏性。首先，對繼電保護安全性提出的要求是最基本的。由于電力系統自動化改造目的主要是使電能輸出可以與用戶需求相適應，因此繼電保護本身的安全性應該得到較好地保證。其次，對繼電保護靈敏性所提出的要求主要是電力系統自動化改造對繼電器在可控制范圍具備的靈敏系數要求，在故障發生的第一時間快速采取對應的解決措施，以此來保證電力系統的運行不受影響。最后，對繼電保護選擇性提出的要求指的是出現電路故障問題時，可以在短時間內明確選擇需要切除的電路，從而實現對電力系統相關電路的全方位保護[3-6]。

2.3 繼電保護自動化在電力系統中的應用

繼電保護自動化在電力系統中的應用主要分為在變壓器保護中的應用以及在發電機保護中的應用兩個部分。變壓器是電力系統中非常重要的設備之一，借助繼電保護裝置對變壓器設備實施充分的保護，可以在設備出現問題的第一時間快速采取相應措施。變壓器繼電保護方式主要分為三種，即接地保護法、瓦斯保護法和短路保護法。在發電機保護工作中，最常用的保護方式是重點保護法。重點保護法主要是指將繼電保護設備裝配到定子繞組上。該方式可以在發現故障時自動起到保護作用，對發電機中通過的電流進行阻擋，通過對電流值的合理控制，使其達到標準化要求。而靈活使用微機繼電保護測試儀（見圖2）也可以實現對變壓器的保護，微機繼電保護測試儀借助現代先進的微電子技術和器件，推動了變電站綜合自動化發展[7-12]。

3 繼電保護自動化在電力系統中的應用

3.1 在變壓器保護中的應用

變壓器是電力系統中非常重要的設備之一。借助繼電保護裝置對變壓器設備進行充分的保護，可以在設備出現問題的第一時間快速采取相應措施，在降低設備故障對電力系統運行產生影響的基礎上，可以有效防止故障影響的進一步擴大。變壓器繼電保護方式主要分為三種形式。第一種為接地保護法，由于電力系統中變壓器的使用一般分為接地變壓器和不接地變壓器兩種保護形式，對接地變壓器需要采用零序電壓保護措施，對不接地變壓器應該采用零序電流保護措施。第二種為瓦斯保護法，這種繼電保護措施多被用于部分設備油箱出現問題的情況，通過對一些有毒氣體進行探測來實現對變壓器的保護。第三種為短路保護法，主要是指在變壓器發生問題的第一時間快速切斷電源，以實現對變壓器的保護。

3.2 在發電機保護中的應用

為了保證電力系統運行的安全性和穩定性，需要對發電機相關設備采取一定的保護措施，通過合理安裝特定繼電保護裝置的方式，最大程度上提升發電機的保護效果。從上述分析可知，在發電機保護工作中，最常用到的保護方式是重點保護法。此外，在發電機保護過程中還會用到備用保護法，一旦在電力系統運行過程中發生負荷過低的情況，繼電保護裝置就會隨之自動啟動切斷電源。繼電保護自動化裝置在整個電力行業發展過程中發揮著積極作用，具有廣闊的發展前景，通過對系統中發電機等應用設備的協調控制，推動電力系統的進一步簡化、高效發展。

綜上所述，電力系統及自動化和繼電保護相關性的研究，為電力系統自動化改造提供了科學的數據支持，對全面提升電力系統運行穩定性和設備工作效率具有不可忽視的重要意義。為了最大程度上發揮出繼電保護裝置的實際作用，應結合電力系統的實際工作情況，保證繼電保護裝置選用合理，從而推動電力行業現代化發展。

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