胡启平

摘 要：我国电力系统通过输电、配电与变电等环节将电能供应至千家万户。对电力能源工业而言，传统供电模式已经无法满足日益增长的用电需求，因此电力系统的自动化、智能化与一体化势在必行。本文从我国电力系统及其自动化的基本现状和主要内容出发，重点分析电力系统及其自动化和继电保护二者之间的密切联系，进而从电力系统与继电保护两方面讨论推动其发展的具体策略，旨在能够充分理解电力系统及其自动化与继电保护的关系并将其运用于实际生产，减少电力设备与人力成本的损耗，提高电力能源的利用效率与电力系统的运行效率。

关键词：电力系统;自动化;继电保护

随着我国社会、经济、政治的高速发展、人民生活质量的不断提升，满足对电力能源的需求、缓解电力系统的压力已成为当下亟待解决的难题。为了提高能源利用效率、节约系统运行成本，电力系统的自动化、智能化、一体化被提上议事日程，而继电保护这一电力运输中的重要环节也因此受到更加广泛且深入的关注。电力系统及其自动化与继电保护相互促进、共同发展，成为两道优化系统结构、降低风险故障、节约人力资源的重要屏障。

1.电力系统及其自动化内容概述

我国电力技术在快速发展的同时，电力系统在自动化方面也取得了重大的突破。从整体看来，结构愈发简单、功能愈发强大多样是其鲜明特点，但电力系统结构并未随着电力设备数量与类型的增多而得到完善，严重不利于设备功能的有效运转与监测维护。我国电力系统要想实现真正意义上的一体化，需要以自动化和智能化为标准对其进行全方位的升级和改造。在此过程中，电力系统智能化、自动化水平的提高能够提升电网运行的操控精确度、优化操作流程结构、降低系统运行成本以及提高电力系统的工作效率。除此之外，强大、多样的系统功能的实现离不开对电力维护系统和监测环境的改良。如果能将继电保护、输电功率等理论信息运用于电力系统及其自动化，我国电力系统的运行情况可以得到科学且合理的调整，供电能力及运行水平也将得到极大提高。电力系统的自动化发展与计算机技术密切相关，充分发挥计算机技术对电力数据的收集、分析、共享、研判、预警与诊断能力，不仅可以节约人力成本，也可有效提升电力系统的安全性能。

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

要大力推进电力系统的自动化，需要继电保护达成以下几方面的要求：首先，可靠性是电力系统对继电保护的基本要求。应当基于用户实际用电需求，不断改进并完善继电保护装置，最终使之能与电力系统自动化进程相适应，保障日常安全与高质量供电;其次，继电保护需要具备选择性，即当电力系统某部分存在故障或错误时，如果故障线路因拒动而无法被继电保护系统隔离，应把与故障线路相邻的电路或设备切除，从而全面保护整个电力系统;再而，电力系统要求继电保护具有灵敏性，即提高继电保护装置的敏感系数，使其能在极短时间内，甚至在极端环境下发现问题、汇报错误，将可能产生重大危害的隐患和风险扼杀于萌芽之中，立即隔离并切断问题电路，有利于排查与检修工作的继续开展。

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及其自动化所要达成的直接目标。继电保护是电力系统的组成部分之一，也是电力系统能够安全平稳运行的重要屏障。电力系统的内部结构随著经济社会和自动化技术的发展变得错综复杂，运行过程中亟待排查的干扰与故障也逐渐增多，这使得电力配置与运输的难度大幅度增加。这时就需要依靠继电保护系统监测自动化进程中出现的故障与异常情况并对其进行隔离或切除，避免造成整个电力系统的大面积崩溃，影响人类社会的正常生产与生活活动。将自动化技术运用于继电保护更能充分发挥与强化继电保护原有的排障作用，进而维持电力系统的稳定、持续运行。可以预见，自动化与继电保护相结合会对电力这个传统能源工业产生广泛深远的积极影响，包括继电保护在内的一切电力设备都将朝着自动化与智能化方向发展，因此加大对继电保护自动化技术的研发与应用也将成为各大电力企业今后的必然选择。

2.3 电力系统及其自动化与继电保护相互促进、共同发展

继电保护技术的飞速进步带动了电力系统及其自动化的发展，使自动化在电力设备与系统中的深度及完全应用成为可能;而系统自动化程度的加深又必将加速继电保护的自动化进程。近年来，发电控制的自动化、电力调度的自动化与配电的自动化都属于电力系统自动化领域所取得的成就。在继电保护层面，发电机组保护、接地保护等经典应用也不甘落后，正在争取实现与自动化电力系统的衔接和融合。电力系统及其自动化与继电保护二者形成相互促进、共同发展的良性循环，成为电力系统整体与部分协同发展这一主流态势的典型案例[1-2]。

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

现如今，大数据分析在电商平台、软件设计与开发等领域屡立奇功，为了提高电力系统的自动化水平，应当着力引进包括大数据研判在内的计算机技术。大数据分析，即神经网络可以为电力系统的各项数据指标提供收集、分析、共享等技术支持，协助工作人员解决电力调配不平衡、运输成本优化等难题;灰色关联分析能准确研判电力使用与销售情况之间的关联度，它作为一种动态历程分析具有静态分析难以企及的优势，可以根据实时监测报表调整运输渠道、运营策略等指标;周期性关联规则是计算机处理电力系统中海量演变数据的另一种方式，它可以协同继电保护一道排查电力系统隐患并清除风险;路径检索和分类检索等信息提取手段也为电力系统自动化提供了新思路和有力支撑。一个自动化电力系统的形成必然要依靠日益成熟的数据挖掘技术实现人力资源与劳动生产力的解放。

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根据构成设备大致分为发电机保护、母线保护、线路接地保护与变压器保护四个模块。发电机保护可以分成重点保护与备用保护两个部分。重点保护旨在解决发电机短路这一故障，将继电保护装置安装在发电机定子绕组匝之间，防止发电机因温度过高而损坏;备用保护旨在解决发电机负载过低这一问题，此时继电保护装置通过一系列电压措施缓解因短路造成的损害。母线保护中的差动保护通过安装电流互感装置搭建母线保护屏障。变压器故障一般存在多种情况，如变压器短路和油箱故障。对于变压器短路，可在电源两侧的电流与时间分量处装备电流继电器，如果电路运行时间超过既定范围就会自动切断电源;继电保护自动化装置在处理油箱泄漏时可以及时感知到有毒有害气体的分解与泄露，即时发出警报并切断故障电源;而针对接地变压器，采用零序电流保护法最好不过，未接地变压器则适宜采用零序电压保护法。在线路接地保护方面，切断电源是处理大电流接地的有效手段，如果故障发生在零序功率的情况下，继电保护自动化装置则会发出警报提醒工作人员赶赴现场维修[3]。

3.3 大力发展广域继电保护

传统意义上的继电保护仅仅着眼于系统设备内部的保护，依然存在着故障无法连续切除、时常误触误发制动、稳定性差等问题。广域继电保护与以离线整定工作为核心的传统继电保护不同，它拓展了继电系统保护中信息的使用范围，减轻了信息处理负担，促进了该系统自身的便捷发展。实现信息高效利用、提升稳定与安全性是广域继电保护的核心内容，其实质就是阻止电力潮流的大面积转移。广域继电保护拥有分布式、集中式、分层区域式三种结构，分布式结构的核心之处在于分布在各终端的智能电子设备能够独立工作，彼此之间还可以进行信息的交流与共享，这种分散式的结构使得继电保护的有效性被大幅提高;集中式结构要求控制中心与通讯系统的电力设备具备较高的性能，如果信息的实时性、可靠性和准确性没有得到保障，反而会影响集中式结构对数据信息的研判处理，从而破坏继电保护的效果;分层式系统可以有效解决集中式信息处理模块计算量过大的问题，对通讯设备的要求也不如集中式那么高。广域继电保护系统虽然有着诸多好处，其中的技术问题如信息同步、风险评估、对潮流转移的误判仍然没有得到实质性的解决。大力发展广域继电保护有利于电力系统及其自动化技术的突破，推動电力系统自动化、智能化与一体化继续向纵深发展[4]。

4.结语

电力系统及其自动化是我国建设智能电力网络的工作重心和实现行业现代化的重要标志，而它的发展与继电保护技术的进步息息相关。继电保护通过监测系统中的异常状况并予以警示、排险来确保我国电力系统的正常和平稳运行。加大对继电保护的投入与研究正是我国早日实现电力行业智能化、现代化和一体化的巨大助力，今后对此应当更加重视。本文通过分析电力系统及其自动化和继电保护间的相关性，提出数据挖掘、结合应用实际、广域继电保护三个发展策略，以冀为我国电力工业做出一点微薄贡献。

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.

[3]赵璞煜.电力系统及其自动化和继电保护的关系研究[J].科技风，2020（04）：173.

[4]周程.电力系统及其自动化和继电保护的关系研究[J].通信电源技术，2019，36（10）：110-111.

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