探析电力系统及其自动化和继电保护之间的关联性

探析电力系统及其自动化和继电保护之间的关联性

李锐

云南飞驰电力设计有限公司 云南 昆明 650000

摘要：我国的电力系统是通过传输、配电和变换的方式向千家万户提供电能的。对于电力行业来说，传统的供电方式已不能适应不断提高的用电要求，所以必须向自动化、智能化和一体化方向发展。本文以我国电力系统及其自动化的基本现状和主要内容为基础，着重对电力系统及其自动化和继电保护两者之间存在着的紧密联系进行了分析，进而从电力系统与继电保护两方面，探讨了促进其发展的具体策略，以期为相关人士提供参考。

关键词：电力系统;自动化;继电保护

随着我国社会、经济和政治的快速发展和人民生活水平的提高，如何有效地满足电力需求，缓解电力系统负荷是当前迫切需要解决的问题。为提升能源利用率，降低系统运行费用，电网自动化、智能化和集成化已被提上了议程，其中，继电保护作为电力输送的关键一环，得到了越来越多的重视。电力系统的控制与保护是相互促进、相互促进的，是优化系统结构、降低失效风险和节省人力资源的两个关键环节。

1.电力系统及其自动化内容概述

我国电力技术正在迅猛发展，与此同时，电力系统也实现了自动化，并有重大突破。现阶段，我国电网规模不断扩大，电气设备种类日益繁多，这就使得电力系统中的各个部分之间变得更加复杂且相互联系紧密。结构在总体上变得越来越单一、功能越来越强，种类越来越多，这是它的鲜明特色，但是电力系统结构并没有随电力设备的数量和种类增加而改善，严重不利于设备功能高效运行和监控维护。因此，为了更好地保障电力系统安全稳定地运作，就必须加强电力系统自动化控制体系建设工作[1]。我们的电力系统应该真正一体化，需将自动化，智能化作为标准，进行全方面的提升与转型。通过运用现代化的技术手段和理念将传统电力系统转变成为新型智能系统，以此来促进我国电力行业的持续健康稳定发展。

2.电力系统及其自动化和继电保护的相关性分析

2.1 电力系统自动化对继电保护的具体要求

必须大力促进电力系统自动化发展，需继电保护实现如下几个要求：一是在电力系统中，可靠性是继电保护最根本的要求。现阶段，我国电网规模不断扩大，电气设备种类日益繁多，这就使得电力系统中的各个部分之间变得更加复杂且相互联系紧密。要从用户的实际用电需求出发，不断完善和提高继电保护装置的性能，最后使其能够适应电力系统的自动化进程，确保日常的安全和优质供电；此外，还必须确保继电保护能够实现自动切换，以满足电力系统升级改造过程中对于保护装置功能上的更高要求。二是继电保护要有选择性，也就是电力系统中的某个环节出现故障或者失误的时候，若故障线路由于拒动，不能与继电保护系统分开，应将故障线路附近的电路或装置切除，从而实现对整个电力系统的综合保护；通过运用现代化的技术手段和理念将传统电力系统转变成为新型智能系统，以此来促进我国电力行业的持续健康稳定发展。

2.2 继电保护是优化电力系统及其自动化的得力保障

电力系统的安全稳定运行是电力系统和自动控制系统所要达到的最直接的目标。在电网中，继电保护作为一种必不可少的环节，对电网的安全、平稳运行起着至关重要的作用。随着经济社会和自动化技术的发展，电网的内部结构变得越来越复杂，需要进行检测的干扰和故障也越来越多，这就给电力的分配和传输带来了很大的难度。这个时候，就需要依靠继电保护系统来监测自动化过程中出现的故障和异常，然后将其分离或切断，以避免造成整个电力系统的大面积崩溃，从而对人类社会正常的生产和生活活动造成影响。将自动化技术运用到继电保护中，可以更好地发挥并强化继电保护的原有排障功能，进而维持电力系统的稳定、持续运行。

2.3 电力系统及其自动化与继电保护相互促进、共同发展

继电保护技术突飞猛进，导致电力系统和自动化不断发展，使得自动化在电力设备和系统上的深入和彻底运用得以实现；随着电力系统规模不断扩大，对继电保护提出更高的要求和挑战。而且系统自动化程度不断提高，也必然会加快继电保护自动化进程。目前电力系统正处于一个大变革时期，以计算机技术为代表的信息技术已渗透到电力系统各环节之中，对传统电力系统产生着巨大影响，并将逐步改变未来电力系统运行模式。近年来实现了发电控制自动化、电力调度自动化和配电自动化均属于电力系统自动化方面的成果。随着电力系统规模的扩大与复杂程度的提高，传统继电器型继电保护装置已不能满足其对可靠性的要求，新型智能化保护装置正逐步取代传统的继电器型保护装置。从继电保护的层面上讲，发电机组的防护、接地保护这样的经典应用亦不甘示弱，正努力与自动化电力系统接轨。同时，随着电网规模日益扩大、设备复杂程度不断提高以及对供电可靠性要求越来越高，电力系统运行方式日趋复杂，这使得继电保护技术必须要有新的突破。

3.推动电力系统自动化、继电保护发展的对策分析

3.1 深入挖掘计算机技术在电力自动化领域的潜力

目前，大数据分析在电商平台、软件设计与开发等方面取得了巨大的成就，因此，要想提升电力系统的自动化程度，就必须大力引入大数据研判在内的计算机技术。进行大数据分析，也就是神经网络能够为电力系统的各个数据指标提供收集、分析、共享等技术支持，帮助工作人员解决电力调配不平衡、运输成本优化等问题。灰色关联分析能够对电力使用和销售情况之间的关联度进行精确地研究，它是一种动态历史分析，有着静态分析无法比拟的优点，还能够根据实时监控报告，调整运输渠道、运营策略等指标；周期关联规则作为一种新的计算方法，能够与继电保护一起，对电网中的潜在威胁进行有效的排查和消除。而以路径搜索、分类搜索为代表的信息抽取方法，对电网的自动控制也有一定的指导意义。随着数据挖掘技术的不断发展，一个自动化的电力系统必将成为一个不断发展起来的、能够充分发挥其作用的、能够释放出更多的人力资源和更多的劳动力。

3.2 结合继电保护自动化技术发展实际

继电保护自动化技术可以按照组成设备可以分为四个模块，分别是发电机保护、母线保护、线路接地保护与变压器保护。对发电机的保护分为两大类：主保护和后备保护。重载保护主要针对的是发电机发生短路的问题，在定子线圈间设置继电器保护，以避免由于高温引起的发电机烧毁；后备保护主要是针对电力系统中出现的负荷过大而引起的故障，在这种情况下，继电器可以采取一系列的电压控制手段来减轻故障对系统的影响。在母线保护中，采用加有电流互感器的方式，构成了母线保护屏障，并对其进行了分析。通常，变压器发生故障的原因有两种，一是发生了短路，二是发生了油罐故障。当变压器发生短路时，可以在其两端的电流和时间分量之间配置一个电流保护装置，当该装置工作的时间超出设定值时，该装置将自动断电；在处置罐体渗漏时，继电器保护自动设备能迅速感应到毒气的分解和渗漏，并立即报警，断开故障电源；而对于有接地的变压器，最好是使用零序电流保护，而对于无接地的变压器，最好是使用零序电压保护[2]。

3.3 大力发展广域继电保护

传统的继电保护只注重对系统设备的内在保护，仍面临着一些问题，如不能连续切断，易发生误触，稳定性差等。广域继电保护区别于传统的脱机整定作业方式，可扩大其在继电保护中的应用，降低其对数据的处理负荷，并推动其方便快捷的发展。广域继电保护的核心是提高信息利用效率，提高系统的稳定性和安全性，其本质是防止电网大范围内的能量流动。广域继电保护具有分布式、集中化和分层区域三种架构，其中分布式架构的核心是分布式架构，其核心是分布式架构，其特点是分布式架构下的各个终端都能独立运行，并能相互交换和分享信息，极大地提升了保护的效率。集中式的结构对控制中心和通信系统的电力设备的性能提出了更高的要求，如果不能保证信息的实时性、可靠性和准确性，就会影响到集中式的结构对数据信息的分析和处理，进而对继电保护的作用产生不利的影响；该方法能较好地克服集中式数据处理模块运算复杂度高的缺点，同时对通信装置的要求也较低。

结语

增加继电保护方面的投资和研究是我国尽早实现电力行业智能化的重要举措、现代化与一体化的极大帮助等，在以后的工作中，应给予更多关注。因此，在此背景下，我们有必要从不同角度入手探讨继电保护的相关问题，以更好地发挥其应有作用。文章通过对电力系统及自动化与继电保护之间相关性进行分析，提出了数据挖掘、根据应用实际、广域继电保护的3种发展战略，以冀对我国电力工业作出一点绵薄之力。

参考文献：

[1]蔡金寿.电力系统中的继电保护设备及其自动化技术分析[J].光源与照明，2020（09）：47-48.

[2]张怡.试析电力系统及其自动化和继电保护的关联性[J].决策探索（中），2019（04）：47.