電力系統(tǒng)繼電保護技術現(xiàn)狀與發(fā)展

摘 要 隨著當前社會的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的不斷應用使得當前在電力保護中的要求也在不斷的提高。在計算機技術、電子技術和信息技術的不斷促進下繼電器保護技術也在不斷的發(fā)展，形成了當前文集機電保護系統(tǒng)。本文就當前機電保護過程中的現(xiàn)狀和發(fā)展前景進行分析與闡述。

關鍵詞 繼電保護 現(xiàn)狀 發(fā)展

電力系統(tǒng)是當前社會發(fā)展中的主要基礎設施，電力系統(tǒng)的發(fā)展是保證社會發(fā)展的基礎前提，是實現(xiàn)社會穩(wěn)定的主要手段和措施。當前社會發(fā)展中的各種生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工具都離不開電力系統(tǒng)的支持。隨著當前人們對電力系統(tǒng)的要求不斷增加，各種先進技術和設備在電力系統(tǒng)的應用也在不斷地增加之中。繼電器保護技術是電力輸送過程中的基礎，是實現(xiàn)電力良好有效發(fā)展的前提。

一、繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，隨著當前社會發(fā)展過程中，計算機技術和信息技術的不斷發(fā)展，繼電器保護技術不斷的出現(xiàn)了新的發(fā)展模式和發(fā)展理念，成為當前電力系統(tǒng)中的主要發(fā)展前提和手段。

建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術隊伍從無到有，在經(jīng)濟建設的過程中，隨著各種技術的不斷發(fā)展與完善對集線器的開發(fā)和研究也在不斷的加快。50年代，我國工程技術人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外各種先進技術和科學理論，通過對國外先進技術的引進來實現(xiàn)繼電器保護設備的性能和工作流程，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術隊伍，是通過對國家各個教育體系和教學體系進行指導，通過對專業(yè)人才的培訓來增加保護技術過程中容易出現(xiàn)問題的過程，因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發(fā)展奠定了堅實基礎。

二、繼電保護的未來發(fā)展

繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

（一）計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結(jié)構的微機保護問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結(jié)構，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。

電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、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)絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發(fā)展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經(jīng)成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。

繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。

（二）網(wǎng)絡化

計算機網(wǎng)絡作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領域，也為各個工業(yè)領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯(lián)保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍（這是首要任務），還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。

（三）保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化

在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。

（四）智能化

近年來，人工智能技術如神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始。神經(jīng)網(wǎng)絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經(jīng)網(wǎng)絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經(jīng)網(wǎng)絡方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。將這些人工智能方法適當結(jié)合可使求解速度更快。人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。

三、結(jié)束語

我國自從改革開放以來，各種技術和社會制度不斷的完善和發(fā)展，使得我國電力系統(tǒng)應用中逐步出現(xiàn)多層次化發(fā)展的過程，是當前社會發(fā)展的主流形式。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、通信技術的進步，繼電器保護技術在社會科學發(fā)展的過程中也逐步出現(xiàn)了相應的變化趨勢。在我國當前繼電器發(fā)展的主要趨勢是逐步朝著計算機化、網(wǎng)絡化發(fā)展，以實現(xiàn)智能化控制和保護系統(tǒng)為前提基礎進行探索和追求。這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。