電力系統及其自動化和繼電保護的關系分析

謝次賢

（湖南省郴州建設集團有限公司，湖南郴州 423000）

隨著我國社會經濟的迅速發展，人們的生活水平不斷提升，對于電力能源的需求量也越來越大，給電力企業造成了較大的供電壓力。如果在用電高峰期很可能會因為電力能源分配不足，導致電力系統無法正常供電，影響電力能源的正常傳輸。繼電保護裝置在電力系統及其自動化中的應用，能夠解決電力系統運行過程中存在的問題，并且提高電力系統的運行效率，對電力能源進行合理分配，避免電力能源的浪費，并且盡可能在電力系統發生故障時保護好電力系統不受到損壞。在電網的自動控制方面，必須清楚地認識到電網和自動控制的關系，正確地利用其功能，以推動電網自動控制的快速高效發展。

1 電力系統及其自動化概念

1.1 電力系統及其自動化概述

電力系統及其自動化主要是指在電力運輸的過程中，電力系統可以實現自動化電網調度以及對供電系統設備自動化處理。在電力系統運行過程中，可以自動對電力運輸過程中的實際數據進行采集，針對于電力系統運行過程中存在的故障問題，能夠采取針對性的措施進行解決。如果系統本身無法解決故障問題，能夠發出故障警報，提醒工作人員及時對電力系統系故障進行維修，從而更好地維護電力系統安全穩定的運行，保證電力能源的正常傳輸。

1.2 電力系統及其自動化特點

（1）電力系統及其自動化具有結構簡單的特點。隨著電力技術水平的不斷提高，電力系統呈現多元化的發展趨勢，也逐漸實現了電力系統的自動化發展。電力系統自動化是電力系統簡單化的基礎，能夠為電力系統進行自動化信息采集工作提供便利，提高電力系統信息采集效率，從而促進電力系統的持續穩定運行。電力系統中涉及到的電氣設備數量越來越少，但是電氣設備的功能卻逐漸豐富，能夠保證電力運輸的質量，也能夠幫助電力企業對電力系統進行科學化的管理，推動了電力企業的進一步發展。

（2）電力系統具有操控一體化的特點。隨著電力系統及其自動化的不斷發展，逐漸實現了電力系統的一體化。電力系統可以實現一體化操作以及控制，不僅能夠提高電力能源運輸的效率，還方便工作人員對電力系統進行操作以及控制，轉變了傳統的電力系統工作人員的工作方式。將計算機技術與自動化技術進行融合，工作人員可以利用計算機技術對電力系統的整體運行過程進行監控，避免了傳統工作模式給工作人員造成的工作壓力，也能夠保證工作人員的人身安全。

（3）電力系統及其自動化功能具有多樣性特點。電力相關先進技術在電力系統中應用越來越廣泛，使電力系統獲得了較好的發展。電力系統結構從原來的復雜化轉變為簡單化，不僅加快了電力系統運行效率，還使電力系統的功能越來越豐富。工作人員可以利用電力系統自動檢測功能，對電力能源運輸過程中的狀態進行監控，及時了解電力系統的運行情況，如果發現電力系統電力承載量過大，可以對電力系統電力傳輸量進行控制，避免電力能源的浪費。

2 繼電保護概念

2.1 繼電保護優勢

將繼電防護技術引入到電網和電網的自動控制中，不僅可以確保電網在運行中的安全性，還可以保障電網的供電品質和提高供電公司的經濟效益。繼電保護還具有監督管理的作用，能夠對電力系統運輸情況進行實時監測，如果發現電力系統在運行過程中存在較多的安全隱患，可以自動對電力系統存在的安全隱患問題進行處理，避免電力系統受到故障的影響，無法開展正常的電力資源傳輸工作，也避免了電力系統故障的進一步擴大，導致電力系統出現較為嚴重的損壞。在電網出現事故的情況下，繼電器可以對電網的工作情況進行綜合的監測，并及時向員工提供相關的數據，以便員工準確判斷出故障所在；為以后的故障解決做好準備。

2.2 繼電保護特點

繼電保護在電力系統及其自動化中應用可以自動控制保護范圍。使對電力系統的保護更加具有針對性，能夠有效維護電力系統安全穩定的運行。如果電力系統在繼電保護范圍內出現了故障問題，繼電保護裝置能夠對故障及時進行調整，并更換電氣系統中其他線路進行電力資源的傳輸，有效避開電力系統中的故障線路。電氣系統完成日常供電工作后，繼電保護可以自動判斷電氣系統的運行狀態，對電力系統出現的故障問題進行分析，從而提出針對性的解決措施，對電力故障存在問題進行解決，保證電力系統穩定性以及安全性。

繼電保護還具有較高的靈敏性，如果電力系統發生故障，繼電保護能夠及時發現電力系統出現的變化，并可以根據故障的嚴重情況做出線路切斷處理，避免電力系統中的其他電路產生影響。繼電保護裝置還具有較高的可選擇性，在電力系統出現故障時，能夠及時切斷存在較為嚴重故障的線路，短時間內對于故障較輕的線路進行維護和優化，能夠避免嚴重故障范圍不斷擴大，也能夠及時恢復電力系統的運行，使電力系統能夠完成電力資源的傳輸工作。

3 電力系統及其自動化和繼電保護的關系

近年來，電力系統及其自動化已經有了長足的發展，但是要從本質上實現自動化，必須從管理和運行自動化的角度出發，必須要科學合理的進行。而在電力系統的運行中，繼電保護的作用非常的重要，它的用途非常的廣，而且使實際的運行也會變得更加簡單。從總體上看，隨著電力系統的不斷完善和升級，繼電器技術的不斷強化，將會使得整個電力系統的自動化程度和覆蓋面不斷擴大，從而實現對電網的控制和保護。

3.1 繼電保護對于電力系統會產生影響

電力系統及其自動化中繼電保護應用較為廣泛。其主要原因是繼電保護能夠促進電力系統安全穩定的運行，為電力企業創造更多的經濟效益。繼電保護逐漸向著智能化、信息化的方向發展，并能夠實現控制保護一體化，對電力系統運行過程進行監督和控制，減少電力系統故障問題的出現，從而保障電力系統可以持續穩定的運行。

3.2 電氣系統自動化保障

繼電保護能夠為電力系統及其自動化提供保障。繼電保護在電力系統及其自動化中應用，可以根據人們對實際用電需求，不斷對自身的保護性能進行優化，保證其能夠與電力系統自身性能符合電力系統運行要求，從而提高電力系統供電質量以及供電安全性。繼電保護還能夠在電力系統運行過程中，及時發現其存在的故障問題，如果故障較為嚴重，可以自動切斷故障電路，避免電力系統中所有線路出現停止運行的情況，導致供電效率降低。如果電力系統故障較為嚴重，繼電保護可以自行對故障進行分析，及時關閉嚴重的線路，并將其從電網中切除，避免電力線路損壞嚴重。

3.3 電力系統與繼電保護聯系緊密

最近幾年，電力系統及其自動化的發展取得了較為優異的成果，但電力企業想要全面實現電力系統自動化運行，需改善對電力系統及其自動化運行模式，促進電力系統能夠獲得轉型和發展，促進電力系統能夠安全穩定的運行。隨著電力系統不斷轉型和升級，繼電保護也不斷進行改善和優化，能夠實現對電力系統的大面積覆蓋，并能夠針對多種電力系統故障問題進行分析和解決，減少故障問題對電力系統的影響，促進電力系統正常運行。有效降低電力系統發生故障概率，減少電力企業在電力系統中投入的維修和運營成本，為電力企業能夠創造更多的經濟效益，因此，使電力系統與繼電保護之間的聯系更加緊密。

3.4 電力系統自動化對繼電保護的要求

電力系統和自動控制技術的應用，大大提高了其可靠性和可靠性，從而推動了電力技術和自動控制技術的有機結合。繼電保護是電力系統中一個關鍵環節，它直接關系到電力系統的穩定和提高電力系統的安全利用效率。將自動控制技術引入到繼電器的控制中，可以從某種意義上使電力系統的運行方式變得簡單，同時又能確保繼電器的安全性能得以發揮，對繼電器的操作進行管理。

為了達到電力系統的自動控制，對繼電保護提出了更高的需求：①要保證安全可靠。針對廣大用戶的具體使用需要，改進繼電保護設備的工作，確保其功能與電力系統的自動控制要求一致，使其功能得到最大程度的發揮；確保電力供應的品質及安全。②對繼電器的敏感性要求很高。通過改進繼電器的靈敏度，使其在最短的時期內，及時地找到各類問題，并及時作出響應；可實現自動關機，減少斷電區域，方便檢修。③繼電器要有很好的選擇性。特別是在電力系統出現了問題時，首先要把故障的繼電器從整體上切斷。然而，當發生了繼電器拒絕動作時，要依據故障發生地點，能將鄰近裝置的線路切斷，從而起到對電力系統的防護作用。

4 繼電保護自動化技術的應用途徑

4.1 發電機繼電保護自動化技術的應用

發電機是電力系統的關鍵部件，其運行的安全性和穩定性直接關系到整個電力系統的供電能力，需提高其運行效率，提高其運行的可靠性和可靠性。在設立繼電器時，采用了自動控制技術，對其進行了改造。發電機往往會發生定子線圈的匝間短路、溫度過高、絕緣層破裂等問題。在采用自動繼電器技術時，要對定子進行有效的保護，并對其進行負荷的控制；防止高溫現象的產生，降低在電網運行中的失效幾率，保證了發電機的高效和高效。

4.2 線路接地保護應用

電力系統的線路接地保護比較復雜的，一般可以分為兩種，一種是大電流的，一種是小電流的。不過，如果選用了大的接地方式，那么就需要立即斷開，盡量減少接地的損失。當發生零序電壓時，當發生接地時，它的方向會發生變化，而零序電壓的變化則很少。在這種條件下，零序電壓能夠穩定的工作，那么就不會發生零序電壓和繼電器的故障。當接到警報的時候，維修工人可以立刻趕到現場，查看是否有接地問題。

4.3 在變壓器中的應用

電力的安全和持續供應離不開變壓器設備，因此，在實施繼電器自動控制時，要對其采取有效的防護措施。

（1）可以實施零序電流保護和零序電壓保護的直接保護，這兩類措施可以用不接地和不接地的變壓器。

（2）可以采取瓦斯保護措施，即在變壓器罐內出現異常情況時，內部的油會因放電而解體；在產生有害氣體的情況下，也會導致絕緣的破壞，從而導致設備的故障。而瓦斯保護則能在第一時間察覺到有害的氣體并快速地進行故障診斷。以500kV 室外主變為實例，當發生安全事故時，工作人員對該繼電器進行了認真的檢測，結果顯示，該裝置中含有大量無色、無味、不可燃氣體，經物理化驗，確認是毒氣，判定變壓器儲罐出了問題，并將其修復。

（3）根據線路的阻抗和過流情況，制定相應的保護措施。可以在變壓器線上設置一個阻抗部件，當出現問題時能迅速響應，切斷電源，防止對變壓器的損害；此外，還可以安裝過流繼電器，該設備在大電流的情況下進行保護，并能在一定時間內斷開。

5 結束語

在整個電網中，繼電力系統是一個非常關鍵的環節。繼電保護是電網中最大的輔助設備，它對整個電力系統以及與它有關的工作運行都具有十分重大的影響，因此，對電力系統及其的自動控制與繼電器的相互影響進行了深入的研究，可以提高電力系統的運行效率。從兩者的聯系上看，電網可以為繼電器的運行通道，這是其最大的目的，但同時也會對電網產生一些限制。因此，在理解了兩者的聯系之后，必須根據實際的運行情況來進行選擇。必須保證它的合理性，讓效果得到最大程度的體現。