電力系統(tǒng)及其自動化和繼電保護(hù)的關(guān)系分析

李璐 任志金

1.上海思弘瑞電力控制技術(shù)有限公司南京分公司 江蘇 南京 210012

2.江蘇林洋新能源科技有限公司 江蘇 南京 210019

機(jī)械推動生產(chǎn)，電力解放人力。在當(dāng)代社會發(fā)展進(jìn)程中，電力發(fā)展尤為迅速。電力也普及到千家萬戶中，各行各業(yè)都需要有電的存在。電力系統(tǒng)化操作也便捷了電力工作人員，解放了不少機(jī)械化操作工作，而在保障電力系統(tǒng)這一問題中，繼電保護(hù)二次設(shè)備產(chǎn)生了。它的意義是為了讓電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)，以及對電力系統(tǒng)的安全問題做了保護(hù)措施。目前，繼電保護(hù)和電力系統(tǒng)自動化程度等都是我國電力能源方面所要考慮的重點(diǎn)指標(biāo),也是推動我國電力在能源現(xiàn)代化的助力之一。由此可以看出,電力系統(tǒng)自動化和繼電保護(hù)之間的關(guān)系對我國影響頗大。

1 電力系統(tǒng)及其自動化簡介

1.1 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡單化

2021年，電力技術(shù)持續(xù)發(fā)展中，尤其是電力系統(tǒng)自動化進(jìn)程也穩(wěn)步加快,這讓電力體系實現(xiàn)“傻瓜操作”這一目標(biāo)提供了許多便利。

從1991年我國的用電量位居世界第四到現(xiàn)在，我國電力系統(tǒng)改革已逐步走向成熟。以電力體系內(nèi)部中某些相關(guān)零件為例，不少零件結(jié)構(gòu)簡單，輕巧便捷方便更換，而且功能不僅沒有減少，而且還增加了不少新功能。一部分電力企業(yè)想讓自家企業(yè)的供電質(zhì)量更加優(yōu)質(zhì)，經(jīng)常改造電力體系結(jié)構(gòu)，同時讓研發(fā)人員不斷地進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。這一行為將電力體系的結(jié)構(gòu)煥然一新，且讓電力運(yùn)轉(zhuǎn)都得到了優(yōu)質(zhì)的更新。

1.2 電力系統(tǒng)功能的多樣化

電力系統(tǒng)功能隨著時間的變化，時代的推動，變化多樣。如此一來，該系統(tǒng)的功能傳動效率高，操作條件也將很便利。即可以通過系統(tǒng)某個操作來關(guān)注監(jiān)視供電系統(tǒng)的操作狀態(tài)的未來，在監(jiān)控過程中，對電力運(yùn)行做出判斷，然后及時調(diào)整，保證運(yùn)行無阻。

1.3 電力系統(tǒng)操控的一體化

電力系統(tǒng)的自動化和智能化提供了實現(xiàn)電力系統(tǒng)集成的機(jī)會，也可以說是實現(xiàn)了電力控制控過程中控制的整合。這樣子簡便化的操作不僅可以節(jié)省電力傳輸?shù)倪\(yùn)行效率，還可以更簡單，更容易使用電力系統(tǒng)。也就是說，在操作過程中將功能一體化，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)，共同操作只設(shè)置幾個指令，相輔相成，一體化這樣的操作可以解放電力人員的資源浪費(fèi)。取消每日從事監(jiān)控工作的電力工作者這一枯燥的工作，并實現(xiàn)了對突發(fā)事件通過預(yù)測機(jī)制的及時警告。

1.4 電力系統(tǒng)運(yùn)行的智能化

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速率漲幅，計算機(jī)技術(shù)慢慢滲入到各行各業(yè)，電力系統(tǒng)運(yùn)行也引入了計算機(jī)技術(shù)。通過兩者的融合發(fā)現(xiàn)成電力系統(tǒng)的智能化。從而解放了人工操作發(fā)電、供電、配電等環(huán)節(jié)的苦力，演變?yōu)橥ㄟ^計算機(jī)推算控制電力系統(tǒng)進(jìn)行各項設(shè)備自動化操控。這樣一來，人力資源節(jié)約，電力系統(tǒng)工作效率大大提升，事故發(fā)生也隨之減少。

2 電力系統(tǒng)當(dāng)中繼電保護(hù)要求分析

在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作過程中，要想保證輸電,相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置就必不可少了。因為繼電保護(hù)裝置可以在自動旋轉(zhuǎn)缺陷裝置和整個電力系統(tǒng)之間接觸時，在電力系統(tǒng)中報告相關(guān)信息和異常工作條件，減少錯誤和對其他近地區(qū)的不利影響。

電力系統(tǒng)設(shè)置和應(yīng)用中的繼電保護(hù)必須遵循相關(guān)原則和要求。具體特點(diǎn)可參考如下幾個方面。

2.1 繼電保護(hù)應(yīng)當(dāng)具備可靠性特點(diǎn)

可靠性是繼電保護(hù)的基本要求。

繼電保護(hù)就是要對電力進(jìn)行保護(hù)，所以繼電保護(hù)裝置需要確保它可以合理，科學(xué)的去操作電力系統(tǒng)。從根源上講，電力系統(tǒng)自動化的本質(zhì)是滿足用戶電源的需求，因此繼電器保護(hù)器的可靠性與電源質(zhì)量密切相關(guān)。

2.2 繼電保護(hù)應(yīng)當(dāng)具備選擇性

線路是無生命物體，物體在長期使用容易出現(xiàn)故障。。因此，繼電器保護(hù)裝置應(yīng)該在電路系統(tǒng)發(fā)生故障時降低損壞。如果故障線路具有抑制，則必須將其相鄰設(shè)備移除為第二選擇以實現(xiàn)鏈保護(hù)，避免較大的缺陷，導(dǎo)致更多損失。

2.3 繼電保護(hù)應(yīng)當(dāng)具備靈敏性

反應(yīng)速度是任何系統(tǒng)的都應(yīng)該注意的問題。繼電裝置在進(jìn)行操作時，在保護(hù)區(qū)內(nèi)，繼電器保護(hù)裝置的靈敏度應(yīng)該更高，使得一旦發(fā)現(xiàn)有缺陷，它可以更快地反應(yīng)，保護(hù)和移除故障線。

3 電力系統(tǒng)及其自動化與繼電保護(hù)的關(guān)系

3.1 繼電保護(hù)能夠有效保障電力系統(tǒng)的自動化

該系統(tǒng)及其自動化大大提高了各個電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，以便于電氣技術(shù)與自動化技術(shù)之間的有效聯(lián)系。繼電器保護(hù)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，對電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的發(fā)電廠的安全性產(chǎn)生了重大影響。自動化技術(shù)的應(yīng)用通過控制繼電器保護(hù)裝置的成本，在一定程度上簡化了電力系統(tǒng)的操作結(jié)構(gòu)，以確保繼電保護(hù)的質(zhì)量。

3.2 電力系統(tǒng)自動化對繼電保護(hù)的要求

電力系統(tǒng)自動化的實施對繼電保護(hù)裝置具有高要求，其反映在以下幾個方面：首先，繼電器必須具有強(qiáng)大的可靠性。從大多數(shù)消費(fèi)者實際上使用電力供應(yīng)情況來看，消費(fèi)者的需求中，要求電力系統(tǒng)提高繼電器保護(hù)裝置的性能，并確保通過提供質(zhì)量和功率質(zhì)量來完全發(fā)揮其作用。否則安全性能得不到保障。其次，保護(hù)繼電保護(hù)需要高靈敏度。在優(yōu)化繼電保護(hù)裝置時，提高其敏感系數(shù)，令其在事故發(fā)生之際可以立馬找到問題所在，并在嚴(yán)重影響系統(tǒng)使用之前，及時反饋，做出對應(yīng)的處理反應(yīng)。最后，繼電保護(hù)應(yīng)有優(yōu)質(zhì)的選擇性。特別是，在出現(xiàn)某類故障問題時，繼電保護(hù)必須從整個電網(wǎng)中迅速鎖定繼電器保護(hù)的操作，從而快速做出操作選擇，及時解決問題。然而，如果繼電保護(hù)顯示了拒動現(xiàn)象，則可以順藤摸瓜，檢查故障裝置的位置，找到設(shè)備線位于電網(wǎng)的位置，及時切除，達(dá)到保護(hù)效果。

3.3 二者之間的關(guān)系越來越緊密

自改革開放以來，電力系統(tǒng)及其自動化取得了很大進(jìn)展，但要完全完成全面自動化。將從管理層，運(yùn)營層面的自動化水平提升上來。需要從其入境點(diǎn)和集成點(diǎn)的基礎(chǔ)是否科學(xué)這一方面入手。但繼電器系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中至關(guān)重要，它在具體實施中非常廣泛，在特定工作過程中越來越突出。

關(guān)于繼電器保護(hù)系統(tǒng)的整體操作，在當(dāng)下電力系統(tǒng)極速發(fā)展的背景下，繼電器保護(hù)不斷加強(qiáng)于自動化技術(shù)方向的實施和發(fā)展方向及其整個電力系統(tǒng)的覆蓋率可以變得更加廣泛，改進(jìn)它的自動化工作也在增加，繼電保護(hù)的主要任務(wù)之一是確保能量系統(tǒng)可以穩(wěn)定，安全，不斷提高自動化水平，并盡可能地降低故障的可能性，努力降低系統(tǒng)運(yùn)維管理成本。

4 繼電保護(hù)自動化技術(shù)的應(yīng)用途徑

4.1 發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)自動化技術(shù)的應(yīng)用

作為電力系統(tǒng)的主要組成，安全性和發(fā)電機(jī)操作的穩(wěn)定性等方面是對服務(wù)能源系統(tǒng)的能力也就是電力系統(tǒng)有極其全面的影響。為了有效提高發(fā)電機(jī)保護(hù)的有效性，鍛煉繼電保護(hù)質(zhì)量。在構(gòu)建對設(shè)備的繼電保護(hù)系統(tǒng)的過程中，自動化技術(shù)用于升級繼電保護(hù)。微觀來看，發(fā)電機(jī)受到保護(hù)并且通常在發(fā)電機(jī)繞組之間的轉(zhuǎn)彎處具有故障，如溫度過高或隔離層損壞這一類問題。在繼電保護(hù)的自動化過程中，應(yīng)采取有效的技術(shù)手段來有效保護(hù)定子發(fā)生器，控制定子上的負(fù)荷，避免高溫的出現(xiàn)，降低了電力損壞的可能性，并確保遵循發(fā)電機(jī)，電力保護(hù)的效率和有效性。

4.2 線路接地保護(hù)應(yīng)用

從基本方面來看，能量系統(tǒng)之間的線具有一定的復(fù)雜性，以便于區(qū)分，它們可以分為大或者小的電流。然而，當(dāng)選擇了接地措施，采用高電流和功率必須立即切斷接地故障所產(chǎn)生的影響，并將其減小到可能不影響。在零序功率的先決條件中，如果接地方面存在故障，方向會改變，但對零序列的電流來講變化很小。如果在這種情況下是零序電壓，則系統(tǒng)仍然可以保持平滑的工作，相對，沒有所謂的保護(hù)和零序電壓，并且相應(yīng)的維護(hù)人員可以在獲得報警信號之后及時檢查有沒有接地問題。

4.3 在變壓器中的應(yīng)用

電能的安全性，連續(xù)供應(yīng)與變壓器密不可分，因此當(dāng)應(yīng)用繼電保護(hù)時，必須使用有效的變壓器保護(hù)措施。保護(hù)措施有如下幾種方式:

（1）可以進(jìn)行直接保護(hù)

直接保護(hù)中有兩種區(qū)別，即:零序電流和零序電壓，它們一種用于接地變壓器，一種用于不接地變壓器。

（2）可以采用瓦斯保護(hù)法

當(dāng)變壓器油箱與平時不一樣時，可以觀察，油箱中的油是否是在電弧的作用下被分解，因而產(chǎn)生有毒氣體，也將導(dǎo)致絕緣失效，這導(dǎo)致?lián)p壞，引發(fā)故障。瓦斯保護(hù)法可以隨著時間的推移能快速找到故障并采取有效的故障排除措施。以500kV的戶外主變?yōu)槔诎l(fā)生某種變化后，工作人員按規(guī)章處理，檢查瓦斯繼電器時，可能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場會存在許多可疑氣體，然后經(jīng)過分析，判斷變壓器油箱遭到損壞有缺陷。從而操作變壓器在移除故障后，可以恢復(fù)到正常操作。

（3）可以采用短路保護(hù)法

不同事件的問題有不同的考慮方向，在某些情況發(fā)生時，可以采取有針對性的保護(hù)方案，比如問題出現(xiàn)有缺陷的阻抗和過載的兩個方面時，阻抗元件可以安裝在變壓器中，從而盡快反應(yīng)，斷開電源，同時避免損壞變壓器;當(dāng)變壓器中的電流值超過設(shè)定值時，它還可以設(shè)置用于超載繼電器的設(shè)備在發(fā)生保護(hù)作用時，電源隨時間關(guān)閉。

5 結(jié)語

在簡要討論文章之后，可以明確繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)上發(fā)揮著無可或缺的作用。作為基本輔助裝置，繼電保護(hù)裝置可以說是鑒定電力系統(tǒng)和相關(guān)工作的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，有效地分析了電力系統(tǒng)與其自動化和繼電保護(hù)兩者之間的連接，可以有效地提高電力質(zhì)量。關(guān)于兩者之間的關(guān)系，可以理解為電力系統(tǒng)的作用是為繼電器保護(hù)裝置提供相應(yīng)的工作通道，這也是繼電保護(hù)裝置的主要目標(biāo)之一，但繼電保護(hù)裝置也在同一平面上受到了電力系統(tǒng)一定程度上的限制。因此，在了解兩者之間的關(guān)系后，我們需要結(jié)合具體情況，在執(zhí)行中繼電保護(hù)裝置的選擇過程中，它必須確保其合理性并充分使用。