电力系统及其自动化和继电保护的关系分析

陶 苇

（宁夏大学，宁夏 银川 750000）

0 引 言

随着我国经济持续增长以及社会持续发展，未来我国发展过程中对于电力系统的需求量必然会呈现出越来越高的发展态势，人们在社会生活过程中对于电力系统运行的稳定性、可靠性与安全性的要求也必然呈现出持续上升的发展态势。电力系统及其自动化是当前电力系统朝向现代化、智能化、自动化发展的一项重要技术，也是我国电力产业在社会持续发展过程中孜孜不倦的追求更高、更好、更快发展质量的一种充分体现。本文将针对电力系统及其自动化的概念进行分析阐述，同时针对继电保护设备自动化的特点特性进行分析，进而针对电力系统及其自动化和继电保护之间的关系进行探讨总结。

1 电力系统及其自动化的概念

电力系统的基本组成内容包括高压输电线、超高压输电线、发电厂、电厂升压站、用户变压器、配电变电站等，其中输变电系统与配电系统共同组成的一体化电力网络便称之为电网。而在电网的日常运行过程中，针对电网上所包含的各项设备进行智能化配置与自动化运转设置的技术，便称之为电力系统及其自动化技术。一般电力系统及其自动化涵盖了地调自动化系统、配网自动化系统、配网管理自动化系统、配网管理自动化系统、变电站自动化系统、用户信息系统等[1]。与传统的电力系统网络相比，电力系统及其自动化配电网络主要包括如下特点。

1.1 系统结构更加简单

以往电力系统中包括的诸多设备在实际运行过程中必须经过一定的调控环节才能发挥其供配电作用。然而在其实际运行过程中，由于各项操控环节的复杂性与多样性，操作失误的情况下很有可能导致部分设备在电网运行中出现各种故障问题，部分设备在没有得到经常操控的情况下甚至无法发挥自身在配电网运行过程中的功能。而电力系统及其自动化技术能够对电网的系统结构进行全面优化，使得电力系统的相关设备更加简单且功能更加强大，促使各个设备之间的联系更加紧密且操作更加简单，对优化电力系统结构发挥了非常积极的作用。

1.2 系统操控基本一体

电力系统及其自动化技术在运行过程中已经基本实现了操控一体化，也即相关操作人员只需要对电力系统及其自动化管理系统进行操控，即可针对电力系统运行过程中的各项设备进行有效操控，在避免以往人力资源大量耗费的同时其操控程序更加简单便捷，从整体层面上提升了电力系统操作的便捷性、舒适性与安全性，对提升电力系统的运行效率发挥了非常积极的作用。

1.3 系统功能呈多样化

电力系统及其自动化在传统电力系统多项功能的基础上，还增加了自动化运转、智能化运转、智能监控、报警提示、自动优化、故障提醒等功能。因此，电力系统及其自动化系统在整体的系统功能上相较以往有极大的进步，更加便于工作人员监测电网的实时运行状态，还能帮助工作人员绘制运行图表来对电网的后续运行进行预测分析。

1.4 系统设备呈智能化

电力系统及其自动化能够通过计算机完成电力系统运行代码的编制并将其直接运用到电力设备中，促使电力设备的运行呈现出更加智能化、自动化的特点，在确保电力设备运行安全性与可靠性的同时，对提升电力设备的运行效率亦发挥了非常积极的作用。

电力系统的运行及转移状态如图1所示。

图1 电力系统的运行及转移状态

2 继电保护设备自动化的特点

继电保护指的是电力系统运行过程中针对其系统运行时发生的异常情况以及故障内容进行检测，进而通过系统发出相应的报警信号或者经过系统判断后将故障内容直接隔离、切除，以确保电力系统整体运行不受较大影响的一种保护措施。继电保护设备在电力系统中的使用具有可靠性、灵敏性、选择性、快速性等特点。首先，继电保护系统能够在其工作范围内对电力设备进行全面保护，若电力设备运行异常情况或者故障情况已经超出其保护范围，则继电设备依然会发出信号并采取相关措施，确保整体电力系统运行的稳定性。其次，继电保护系统能够对电力系统的运行进行持续性、不间断、实时性的全面监测，能够在任何时间根据电力系统机器设备的使用情况变化来作出相关的反应，因此灵敏性极高。再次，继电保护系统能够根据电力系统当前故障问题的严重程度进行判断，也可以选择发出报警信号、直接切断处理等相关处理措施，因此具有选择性特点。最后，继电保护系统本身亦属于一种自动化与智能化设备，其反应极快且能够结合电力系统的实际运行情况快速做出反应，尽可能的降低系统故障对整体电力系统的不利影响，因此具有快速性的特点[2]。

3 电力系统及其自动化和继电保护之间的关系

3.1 继电保护对电力系统自动化改造的积极作用

电力系统在接受自动化改造的过程中必然会产生大量的设备更新与信息留存，同时电力系统及其自动化在具体运行过程中也必然会涉及到大量的、繁复的、需要即时处理的信息内容。且在这种改造与运行的基础上，还必须要保证电力系统在实际运行过程中的安全性、可靠性与合理性，确保能够满足我国社会发展与居民生活的共同需求。因此，就电力系统的实际运行状态而言，对电力系统的运行调控是一件难度极高、要求极高、质量极高的调控措施。而继电保护在电力系统自动化改造以及后续的运行过程中，除了能有效保证电力系统的运行安全外，其本身所具备的自动化、智能化特点能够帮助电力系统自动化调控系统实时收集电力设备在系统运行过程中的各项信息，同时根据操控命令对电力系统运行过程中的各项信息进行分别、分级、分层处理，能有效保证电力系统及其自动化操控平台在实际选择与操控过程中所做决策的合理性，对帮助电力系统自动化改造具有非常积极的作用。以WBH-801T20DA-G装置为例，其能够针对变压器故障采取及时反应且配置不会受到负荷电流的影响，具有较高的增量差动保护灵敏性，即使面对严重故障时，动作时间也不会超过20 ms，是当前电力系统自动化改造中较为常用的一种保护装置[3]。

3.2 继电保护对电力系统自动化系统的保护作用

电力系统及其自动化操控平台在实际运行过程中对继电保护设备的要求涉及到可靠性、选择性等多项内容。首先在可靠性上，由于继电保护系统的运行情况直接关系到电力系统及其自动化系统运行的安全性，因此继电保护系统的运行必须要达到万无一失的地步，才能充分发挥其保护作用来确保电力系统的安全稳定运行。其次在选择性上，由于电力系统及其自动化运行过程中产生大量的信息，因此继电保护系统必须对这些信息内容作出选择性的处理，在面对具体故障情况时也必须根据故障程度进行选择性处理，才能尽可能降低故障内容的影响范围。因此，继电保护系统对信息的筛选和处理必须具有相应的分级机制。例如，某变电站THS-2000自动化系统在系统组成中所包含的继电保护系统，涵盖了控制、监视、管理、报警等多项功能，同时也保留了紧急手动跳闸、紧急合闸操作等常规保护单元，更有利于提升对电力自动化系统的保护作用发挥[4]。

4 结 论

电力系统在接受自动化改造的过程中，必须要正确合理的选用继电保护装置，确保继电保护系统的功能得到最大程度的发挥，确保电力系统及其自动化运行的稳定性得到最大程度的提升。