电力系统及自动化和继电保护的相关性研究

叶璐　邓伟

摘 要：本文通过对电力系统及自动化和继电保护设备应用特征进行分析，从继电保护可以提升电力系统运行稳定性及继电保护推动电力系统的自动化改造进程两方面入手，对两者之间的相关性展开分析。在此基础上，对继电保护自动化在电力系统中的应用情况展开论述。

关键词：继电保护;电力系统;自动化改造

中圖分类号：TM76;TM77文献标识码：A文章编号：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

电力系统自动化与智能化的结合，在很大程度上为整个行业的进步创造了新的契机。继电保护是当前电力系统自动化运行管理中的重要保障措施，对保证电力系统运行的安全性和可靠性具有重要意义。为了充分发挥继电保护装置的实际作用，本文就电力系统自动化和继电保护的相关性展开具体研究。

1 电力系统自动化和继电保护设备的应用特征

1.1 电力系统自动化的应用特征

电力系统自动化的应用特征主要体现在以下三方面。第一，内部结构简单化。电力系统自动化改造有效解决了当前系统中继电保护装置的操作问题，内部结构的简单化对降低系统调控环节的难度及提升电力设备的运行效率发挥着重要作用。第二，系统运行智能化。在电力系统运行过程中，通过灵活运用程序代码操控电力设备，推动了电力系统运行的智能化发展进程，改变了传统人工操作模式，有效降低了人为操作失误导致系统故障的概率。第三，系统操控一体化。电力系统自动化发展实现了设备操作与控制一体化，这种一体化操控方式在简化系统操作步骤的同时，促进了电力系统运行效率的提升。

1.2 继电保护设备的应用特征

继电保护设备（如图1所示）可以对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，其应用特征主要包括可靠性高、实用性强及便利性高三个方面。其中，可靠性高主要是指在电力系统继电保护过程中，所涉及的信息管理方式十分关键，当前应用最为广泛的一类管理方式是以数据仓库为核心的方法，这种管理方式的应用不仅可以有效提升电力系统的运行安全性，而且在运行维护过程中促使电力系统不断升级。继电保护设备的实用性主要体现在数据共享方面，相应的继电保护设备可以对数据进行精准分析，在管理控制过程中将这些数据作为基本前提，可以大幅度提升系统运行操作的便利性，将设备本身的实用性发挥到最大。而继电保护设备应用的便利性则更多地体现在远程监控目标实现的这一方面，同时应用电力系统继电保护后远程监控目标的实现也是继电保护的突出优势之一[1]。

2 电力系统自动化和继电保护的相关性

2.1 继电保护可以提升电力系统运行稳定性

电力系统的运行需要对电能进行一定程度的调控，并且在特定的时候对电能进行改造，从而更好地保障广大用户的用电安全，使输出电力质量可以达到要求标准。电力系统的分布过程中，一般会采用分层分级的分布方式，应用这种分布方式可以合理控制原始电能，在保证相关电力设备运用稳定性等方面发挥积极作用。继电器在电力系统中的广泛应用，可以针对系统运行中发生的故障实施自动化的诊断，在此基础上采取适当的处理措施，对一次电力设备予以充分保护[2]。在继电保护自动化装置安装过程中，应该在结合电力系统运行实际情况的基础上，综合考虑电力系统长期稳定运行的需求，并且避免电力设备在缺少继电保护的状态下运行。

2.2 继电保护推动了电力系统的自动化改造进程

从某种程度上讲，电力系统的自动化改造对继电保护提出了较高的要求，包括继电保护的安全性、选择性及灵敏性。首先，对继电保护安全性提出的要求是最基本的。由于电力系统自动化改造目的主要是使电能输出可以与用户需求相适应，因此继电保护本身的安全性应该得到较好地保证。其次，对继电保护灵敏性所提出的要求主要是电力系统自动化改造对继电器在可控制范围具备的灵敏系数要求，在故障发生的第一时间快速采取对应的解决措施，以此来保证电力系统的运行不受影响。最后，对继电保护选择性提出的要求指的是出现电路故障问题时，可以在短时间内明确选择需要切除的电路，从而实现对电力系统相关电路的全方位保护[3-6]。

2.3 继电保护自动化在电力系统中的应用

继电保护自动化在电力系统中的应用主要分为在变压器保护中的应用以及在发电机保护中的应用两个部分。变压器是电力系统中非常重要的设备之一，借助继电保护装置对变压器设备实施充分的保护，可以在設备出现问题的第一时间快速采取相应措施。变压器继电保护方式主要分为三种，即接地保护法、瓦斯保护法和短路保护法。在发电机保护工作中，最常用的保护方式是重点保护法。重点保护法主要是指将继电保护设备装配到定子绕组上。该方式可以在发现故障时自动起到保护作用，对发电机中通过的电流进行阻挡，通过对电流值的合理控制，使其达到标准化要求。而灵活使用微机继电保护测试仪（见图2）也可以实现对变压器的保护，微机继电保护测试仪借助现代先进的微电子技术和器件，推动了变电站综合自动化发展[7-12]。

3 继电保护自动化在电力系统中的应用

3.1 在变压器保护中的应用

变压器是电力系统中非常重要的设备之一。借助继电保护装置对变压器设备进行充分的保护，可以在设备出现问题的第一时间快速采取相应措施，在降低设备故障对电力系统运行产生影响的基础上，可以有效防止故障影响的进一步扩大。变压器继电保护方式主要分为三种形式。第一种为接地保护法，由于电力系统中变压器的使用一般分为接地变压器和不接地变压器两种保护形式，对接地变压器需要采用零序电压保护措施，对不接地变压器应该采用零序电流保护措施。第二种为瓦斯保护法，这种继电保护措施多被用于部分设备油箱出现问题的情况，通过对一些有毒气体进行探测来实现对变压器的保护。第三种为短路保护法，主要是指在变压器发生问题的第一时间快速切断电源，以实现对变压器的保护。

3.2 在发电机保护中的应用

为了保证电力系统运行的安全性和稳定性，需要对发电机相关设备采取一定的保护措施，通过合理安装特定继电保护装置的方式，最大程度上提升发电机的保护效果。从上述分析可知，在发电机保护工作中，最常用到的保护方式是重点保护法。此外，在发电机保护过程中还会用到备用保护法，一旦在电力系统运行过程中发生负荷过低的情况，继电保护装置就会随之自动启动切断电源。继电保护自动化装置在整个电力行业发展过程中发挥着积极作用，具有广阔的发展前景，通过对系统中发电机等应用设备的协调控制，推动电力系统的进一步简化、高效发展。

综上所述，电力系统及自动化和继电保护相关性的研究，为电力系统自动化改造提供了科学的数据支持，对全面提升电力系统运行稳定性和设备工作效率具有不可忽视的重要意义。为了最大程度上发挥出继电保护装置的实际作用，应结合电力系统的实际工作情况，保证继电保护装置选用合理，从而推动电力行业现代化发展。

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