電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展和前景

顧毅華

[摘要]回顧我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展的過(guò)程，概述微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的成就，提出未來(lái)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是：微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、計(jì)量、數(shù)據(jù)通訊一體化和人機(jī)智能化。

[關(guān)鍵詞]繼電保護(hù)現(xiàn)狀概述發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597(2009)0210121－01

一、繼電保護(hù)發(fā)展概況

隨著科技的進(jìn)步和電力系統(tǒng)的迅猛發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)的要求也不斷提出新課題，加之電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通訊技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷注入新的活力，因此，新時(shí)期的繼電保護(hù)技術(shù)也要與時(shí)俱進(jìn)，也在逐步的走向成熟和完善。

在建國(guó)初，我國(guó)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍還沒(méi)有，可以說(shuō)是百?gòu)U待興。到50年代，我國(guó)工程技術(shù)人員開(kāi)始創(chuàng)造性的吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)推動(dòng)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展起了指導(dǎo)作用。到了六十年代便成了機(jī)電式繼電保護(hù)的繁榮時(shí)代，為我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

從六十年代中期到八十年代中期，是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代，其中最具代表的是南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠及南京電力自動(dòng)化研究所研制的500KY晶體管方向高頻保護(hù)和晶體管高頻閉所距離保護(hù)繼電器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白，結(jié)束了我國(guó)500KV線(xiàn)路繼電保護(hù)完全依靠國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代。

九十年代初，是集成電路的繼電保護(hù)時(shí)代。在這時(shí)期，集成電路繼電保護(hù)逐漸取代晶體管繼電保護(hù)，它的研制、生產(chǎn)、調(diào)試、應(yīng)用逐漸處于主導(dǎo)地位，具有代表性的是南京電力自動(dòng)化研究所研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)，在這時(shí)期起了積極的推進(jìn)作用，同時(shí)也宣告我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已跨入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。

二、繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展

繼電保護(hù)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)是向微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量、計(jì)量、數(shù)據(jù)通訊一體和人機(jī)智能化方向發(fā)展。

1．微機(jī)化。隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷的發(fā)展。目前，隨著電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)要求不斷的提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通訊能力，與其他保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級(jí)語(yǔ)言編程能力等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)Pc機(jī)的功能，在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過(guò)用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)做成繼電保護(hù)裝置，由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差，而沒(méi)能實(shí)現(xiàn)。用微機(jī)保護(hù)裝置替代繼電保護(hù)是電氣自動(dòng)化發(fā)展的必然方向。目前。這種微機(jī)保護(hù)裝置已有突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，向廣大電力用戶(hù)推出的集保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、控制、通訊于一體的高性能微機(jī)綜合保護(hù)裝置，主要適用于各發(fā)電廠、變電所的變壓器、電動(dòng)機(jī)、線(xiàn)路等的保護(hù)和測(cè)控．其具有：(1)裝置功能強(qiáng)大，性能優(yōu)越，性?xún)r(jià)比高；(2)采用先進(jìn)的高性能處理器作為主CPU，在軟件設(shè)計(jì)上，將保護(hù)模塊與其他模塊(遙測(cè)、遙控、遙信)完全分開(kāi)，相互獨(dú)立又密不可分，各盡其責(zé)又互不影響，保證了保護(hù)裝置的可靠性；(3)使用了安全可靠的現(xiàn)場(chǎng)控制總線(xiàn)技術(shù)(高速RS485網(wǎng)絡(luò))，各裝置的信息在通訊層共享，節(jié)省了大量的電纜和維護(hù)工作量，從而降低了成本；(4)裝置采用全密封結(jié)構(gòu)，精心設(shè)計(jì)抗干擾組件，使抗震、抗電磁干擾能力有較大的提高；(5)裝置采用全漢化液晶顯示，人機(jī)界面友好，小鍵盤(pán)操作方便，裝置內(nèi)部所有的信息都能在液晶上顯示，使調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)方便；(6)大容量的RAM。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化已成發(fā)展的必然趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿(mǎn)足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高微機(jī)繼電保護(hù)的可靠性、速動(dòng)性、靈活性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，還須進(jìn)一步具體深入的研究和更加完善。

2．網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通訊工具已成為信息時(shí)代的核心技術(shù)，它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)，也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通訊手段。到目前為止除了差動(dòng)和縱聯(lián)保護(hù)外，所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于快速、準(zhǔn)確的切除故障元件，盡量縮小事故范圍，其主要原因是缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)上傳的聯(lián)網(wǎng)手段。實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，將每一點(diǎn)的保護(hù)裝置都串聯(lián)起來(lái)，統(tǒng)一由主站協(xié)調(diào)管理，既實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。

實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化，可以在最短的時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確的判斷出故障的性質(zhì)、位置及故障參數(shù)的檢測(cè)、發(fā)生故障的原因等，并在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出指令給相應(yīng)的保護(hù)裝置，快速切除故障，縮小故障的范圍，提高整個(gè)系統(tǒng)安全性、可靠性。

綜上所述，實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化，是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

3．保護(hù)、控制、測(cè)量、計(jì)量、通訊一體化。在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)絡(luò)上獲取電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和發(fā)生故障條件下的任何信息和數(shù)據(jù)(如電流、電壓、功率因數(shù)、有功、無(wú)功等)，同時(shí)將保護(hù)裝置的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給控制總站，因此，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可以完成繼電保護(hù)功能，同時(shí)還可以完成測(cè)量、計(jì)量、控制、數(shù)據(jù)傳送，實(shí)現(xiàn)集中控制和管理。

目前，這種微機(jī)綜合保護(hù)裝置因其體積小、靈活性強(qiáng)、保護(hù)綜合性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大用戶(hù)的歡迎，應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣，不只局限在變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)變組的控制、保護(hù)、線(xiàn)路上，也應(yīng)用在高、低壓開(kāi)關(guān)柜及箱式變電站里，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)檢測(cè)、監(jiān)視和控制。

4．人機(jī)智能化。近年來(lái)，人機(jī)智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣，在繼電保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用隨著微機(jī)綜合保護(hù)裝置的產(chǎn)生也逐步得到推廣，微機(jī)綜合保護(hù)裝置因其集保護(hù)、監(jiān)視、測(cè)量、計(jì)量、控制、網(wǎng)絡(luò)通訊一體化等優(yōu)點(diǎn)，使各級(jí)保護(hù)裝置的技術(shù)參數(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中心，由控制中心經(jīng)過(guò)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，再向各級(jí)保護(hù)裝置發(fā)出指令，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)110KV、35KV、10(6)KV、0.4KV變配電站電氣設(shè)備的保護(hù)、遙信、遙測(cè)、遙控等功能，改變傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)智能程度低的現(xiàn)狀，使保護(hù)裝置的快速、靈活、可靠、速動(dòng)特性發(fā)揮的更完善，更經(jīng)濟(jì)、高效地適應(yīng)各種規(guī)模的變配電系統(tǒng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步、電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，追求更可靠、更完善的保護(hù)體系已成繼電保護(hù)技術(shù)在新時(shí)期有待開(kāi)辟的新領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)必會(huì)在微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、控制、網(wǎng)絡(luò)通訊一體化和人機(jī)智能化的基礎(chǔ)上有更新的突破，這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了新的挑戰(zhàn)。