电力系统及其自动化和继电保护的关系研究

周 程

（国电南瑞南京控制系统有限公司，江苏 南京 210000）

0 引 言

随着我国社会经济的进一步发展，各个行业对于电力的需求日益上升，因此传统的电力系统基本都开始出现供电不足的现象。在此背景下，整体系统的自动化发展成为了整个行业发展的基本趋势。同时，系统自动化与继电保护之间息息相关，只有实现系统自动化才能够获得更好的继电保护，也只有继电保护工作落实到位，才能够给大众的生产生活带来最可靠的电力支持。本文对电力系统自动化和继电保护之间的关系进行研究，并探讨了提升自动化水平的措施。

1 自动化特点

1.1 功能多样

在科学技术水平不断提升的背景下，整个电力系统的结构日益完善，其相应的设备与技术运用水平都有了比较明显的提升，特别是自动化技术与继电保护装置的创新与应用，给整个系统的发展打下了坚实的基础。因此，整个系统的各项功能都开始向着多样化的方向进展。例如，该系统不但可以运用相应的技术对整体运转状况实施全方位的管理监测，还可以有效调度整体系统的运转，确保达到最佳的运转状态，提升运转质量。

此外，相应的管理人员还能在自动化技术的帮助下，将继电保护装置中的数据信息全部精准记录，以便为系统的完善提供数据信息支持，有效把握整体运转状况。

1.2 运行智能

现阶段，大部分行业为了有效开展工作，在发展时都会运用到智能技术。对于该系统的基本运转，只有合理使用智能技术，才能为电力的运输、生产等方面提供更好的技术依据，也才能将人工干预给系统带来的不良影响降到最低。分析当下该系统的运转状况可知，虽然基本都运用了智能技术，但是有关人员的实际操作能力还需要进一步完善和加强。在实现继电保护装置智能化的过程中，相应的团队还应该有效操作整个计算机系统，确保在提升运转效率的过程中，还能够确保整体系统与装置运转的安全性。

1.3 结构简易

在电力技术不断发展和改革的过程中，该系统的自动化运转给整个系统结构简易化的实现奠定了良好基础。经过最近十几年的发展，该系统结构中的相应零部件与设备都变得愈发简单，同时功能也愈渐强大。相关企业为了保证输电的基本质量，不断优化和完善其系统结构，使整体系统的运转获得了有效更新。在整个系统中，各大设备之间的简易和高效连接推动了整个行业的进步。

1.4 操控一体

系统自动化的发展给操作一体化带来了更多的可能性。实现操作一体化不但可以有效节省输电效率，还能够促使整个系统变得更加易于操控。该系统的运转将自动化技术与计算机技术相互结合，把系统运转中的所有环节都掌握在计算机中，使人力资源得到了解放，并实现了突发应急和预警。

2 关 系

2.1 继电保护会给系统自动化改造带来影响

在该系统中，相关的信息控制系统能够将电能进行有效处理和控制，并在生产电能时实现对电能的控制与调节，进而满足不同用户基本需求的目的。在分层分布分级中，该系统还应该有效处理和调控原始的电能，并同时具备信息控制系统[1]。对于整个系统，继电保护装置有着极为关键的作用。该装置能够在信息调控系统的影响下，实现对整个电力系统的调控与通信操作。

2.2 系统对继电保护的要求

首先，要具有一定的可靠性。系统自动化的基本作用就是要能够与用户的用电需求相互匹配。可靠性的实现对电能质量的提升有着关键性作用。

其次，要具有一定的选择性。若出现故障，就要对故障线路实施全方位的保护，并有效切断。但若故障线路出现了拒动的情况，还应该将相邻的设备作为接下来需要切断的电路，从而达到对电路的全面保护，以防出现大范围的故障，给企业带来重大损失。

最后，要具有一定的灵敏性。这一基本要求主要体现在继电保护范围中，不仅要确保其装置的敏感系数，还应该在出现故障时，及时产生反应，对整体线路实施全方位保护，并将故障线路切断。

2.3 继电保护在系统中的重要性

电力行业和其他行业最大的不同之处在于工作过程中经常会产生操作电气故障，并且这些故障还无法避免。如果产生了局部用电设施损坏，但是没有及时采取有效的解决方式，就会波及更大的范围，如大范围的停电，直接给大众的生产生活带来影响。依照电力规程的相关规范，全部的电力设备都必须要在继电保护状态中运转[2]。

2.4 继电保护给系统及自动化带来的影响

目前，整个电力系统中，继电保护装置的使用都十分普及，并且操作经验极为丰富，产生的经济效益也十分显著，可在极大程度上有效强化整个系统管理和运转的水平。此外，这一装置也开始向着智能化与信息化的方向发展，并且还实现了控制与保护的一体化。

3 继电保护应用分析

3.1 发电机

在整个电力系统中，继电保护装置的运用非常普及，如在发电机方面的运用。在发电机中运用该装置的方式有很多种，但是基本目的都是为了确保发电机中定子绕组的稳定运转，防止出现相关的电力故障。若在发电机运转时产生了故障，继电保护装置就会马上启动紧急保护程序，将发电机中的电流额度控制在合理的范围内。此外，该装置可以通过对发电机中性点的调节实现保护作用。如果发电机存在低负荷运转的情况，该装置就会紧急关闭电源，以防发电机出现绝缘击穿的问题。

3.2 变压器

该装置在保护变压器时通常会运用到3种方式。第一，接地保护。该方式中的变压器包含接地变压器和不接地变压器。对于接地变压器，其保护设备应用的是零序电压，不接地变压器的保护设备使用零序电流。第二，瓦斯保护。通常，这一方式基本适用于变压器运转中油箱出现问题的状况。如果油箱出现问题，油就会在电流中电弧的作用下分解，使其绝缘体失去基本性能，产生有毒气体，给维修人员的身体健康带来威胁。该装置在对变压器实施保护的过程中，会依照发生故障时由于电流刺激绝缘体而产生有毒气体的基本含量来对维修工作者予以提示，防止维修者出现中毒的问题[3]。第三，短路保护。这一保护方式包含有过电流继电保护与阻抗继电保护两种。其中，前者是在设备与电源中设置一个电流继电保护装置，发生故障时可以实现有效断电；后者是使用阻抗元件刺激其故障位置，从而产生断电保护作用。

3.3 线路接地保护

虽然在整体系统中，相关线路非常繁杂，但接地基本可以分为大电流接地与小电流继电两种类型。其中，大电流接地发生故障时应该马上将电源切断，以防因接地故障给整个电路带来重大影响。如果在零序功率的状况下产生接地故障，其方向就会产生变化，此时零序电流不会发生太大的波动，继电保护装置会马上发出相应的警报信息，以提醒相关人员紧急赶往现场实施维修。

3.4 母线保护

母线保护基本包括差动保护与相位对比保护两种。其中，差动保护就是把电流互感器装置安装到总线，然后在小电流接地的基础上建立系统母线保护系统。如果总线侧端其连接的绕组数是2，那么还应该将继电保护装置实施三相连接[4]。

4 结 论

实际上，整个电力系统非常复杂，相互之间对协作性的要求都非常高，并且其中的机械设备数量也比较多。使用自动化的继电保护能够有效降低对人力资源的消耗，并协调好各个设备之间的工作，确保系统运转的稳定性。由于我国使用继电保护比较晚，因此在其装置的应用等方面还是存在一些问题。各个电力企业需要进一步加大对其继电保护系统的研究和应用，以促进整个行业的发展。