電力系統(tǒng)繼電保護(hù)新技術(shù)的發(fā)展與分析

岑熾豪

摘要：繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用很重要，但是目前我國繼電保護(hù)技術(shù)還不是很完善。本文回顧了我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程，分析了我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)新技術(shù)

中圖分類號(hào)： TV731文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1 我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程

從建國初期至今我國電力保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)過了四十多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了四個(gè)階段；

1.1五十年代。建國初期，我國各項(xiàng)事業(yè)從頭發(fā)展，繼電保護(hù)事業(yè)方面也匯集了大量電力知識(shí)扎實(shí)、經(jīng)驗(yàn)豐富的專家團(tuán)隊(duì)，他們對(duì)我國建國初期電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)建設(shè)起了很重要的指導(dǎo)作用。在這個(gè)期間阿城繼電器廠結(jié)合國內(nèi)外的技術(shù)和發(fā)展情況，建立我屬于我們自己的繼電器廠，這是我國電力系統(tǒng)史上的重大事件。

1.2六十年代到八十年代。這個(gè)階段是晶體管繼電保護(hù)時(shí)代，天津大學(xué)和南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠一起研究出了500kv晶體管方向高頻保護(hù)，南京電力自動(dòng)化研究院研究出了晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，并將此技術(shù)運(yùn)用在葛洲壩500kv線路上，終結(jié)了我國500kv線路保護(hù)依靠外國進(jìn)口的時(shí)代。

1.3八十年代末到九十年代初。我國集成電路保護(hù)系列開始慢慢代替晶體保護(hù)。晶體電路的研發(fā)、生產(chǎn)、使用已經(jīng)開始主導(dǎo)我國電力系統(tǒng)。集成電路的保護(hù)時(shí)代已經(jīng)到來。1984年原華北電力學(xué)院研究出的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中投入使用，這也是我國電力系統(tǒng)史上重要的一章。

1.4從九十年代開始至今。繼電保護(hù)出現(xiàn)，微機(jī)線路的研發(fā)和設(shè)計(jì)各具特色，為電力系統(tǒng)的使用和發(fā)展提供了很多質(zhì)量優(yōu)質(zhì)、功能繁多的繼電保護(hù)裝置。我國在電力保護(hù)方面也取得了很多研究性的理論成果。推動(dòng)了我國電力事業(yè)的發(fā)展。

2 我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，我國繼電保護(hù)的技術(shù)也在不斷更新和發(fā)展。很多新技術(shù)被應(yīng)用到繼電保護(hù)中，推動(dòng)了繼電保護(hù)的發(fā)展，為我國電力事業(yè)的發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。例如：計(jì)算機(jī)技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、光電互感器在繼電保護(hù)中的應(yīng)用、可編程控制器（PLC）取代機(jī)械觸點(diǎn)繼電器在繼電保護(hù)中的應(yīng)用等等。這些新技術(shù)的出新和應(yīng)用提高了繼電保護(hù)的工作效率和科學(xué)性。下面具體分析幾種繼電保護(hù)的新技術(shù)：

2.1信息網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用在我國的發(fā)展速度是極快的。信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到我國各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展中。我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)也正在由模擬式和數(shù)字式的傳統(tǒng)方式向信息網(wǎng)絡(luò)式的新方式發(fā)展。變電站在綜合自動(dòng)化方面，用來保護(hù)的裝置要很靈活。變電站綜合自動(dòng)化使用傳統(tǒng)的模式的原理是：遠(yuǎn)方終端裝置與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)使用，將信息經(jīng)過遙信輸入回路進(jìn)入遠(yuǎn)方終端裝置，還可以將信息經(jīng)過串行口和遠(yuǎn)方終端裝置約定好的通信規(guī)約來完成傳遞。如果采用信息網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，可以直接依靠一次主設(shè)備作為安裝單位，把保護(hù)和控制等分散單元直接安裝在主設(shè)備附近。具體有兩種方式：

2.1.1保護(hù)裝置相對(duì)獨(dú)立，控制和測(cè)量裝置合一。例如SIEMENS中的LSA678系統(tǒng).

SIEMENS的LSA678系統(tǒng)（圖片來源：即刻圖片）

2.1.2保護(hù)裝置即控制和檢測(cè)裝置都合一。例如CSC- 2000

CSC- 2000系統(tǒng)（圖片來源：即刻圖片）

2.2可編程控制器新技術(shù)

可編程控制器（PLC）被看做是具有特殊性體系結(jié)構(gòu)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，被廣泛應(yīng)用于控制要求編程語言。在繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)里，采用導(dǎo)線將各個(gè)分立元件連起來，這不利于梳理繼電器的復(fù)雜邏輯關(guān)系。繼電器是要定期變動(dòng)操作任務(wù)的，采用導(dǎo)線連接分立元件對(duì)此來說也是很不方面的。采用PLC可將用軟件編程直接取代分立元件的復(fù)雜的連接，使用起來很方便，在改變操作任務(wù)時(shí)直接輸入新的變成即可。此外，傳統(tǒng)的繼電器的設(shè)置會(huì)占用土地，采用PLC用輔助繼電器替代機(jī)械觸點(diǎn)繼電器，可以減少占地面積。

2.3自適應(yīng)控制新技術(shù)

自適應(yīng)繼電保護(hù)是指根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)作方法及故障的變化而實(shí)時(shí)變動(dòng)保護(hù)性能、特性和定值的繼電保護(hù)。它的工作思想是讓保護(hù)盡量的適應(yīng)電力系統(tǒng)的千變?nèi)f化。加強(qiáng)保護(hù)質(zhì)量，讓電力系統(tǒng)更好的工作。自適應(yīng)控制繼電保護(hù)有很多優(yōu)點(diǎn)：改善系統(tǒng)響應(yīng)；提高電力保護(hù)的可靠性、提升電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益等等。它不僅可以應(yīng)用在電力保護(hù)方面，在變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和自動(dòng)重合閘的保護(hù)應(yīng)用方面也有著很廣泛的前景。

2.4變電所綜合自動(dòng)化新技術(shù)

計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的快速發(fā)展為現(xiàn)代變電站的改革和發(fā)展提供了豐富的資源。高壓和超高壓的變電站如今正在改革和創(chuàng)新技術(shù)。繼電保護(hù)的自動(dòng)化新技術(shù)是利用遠(yuǎn)方終端單元和微機(jī)保護(hù)裝置，把變電所的信號(hào)、計(jì)費(fèi)等數(shù)據(jù)自動(dòng)回路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制保護(hù)屏。這樣既可以提高繼電保護(hù)的工作效率，減少人工作業(yè)的時(shí)間和勞力，更能夠提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。自動(dòng)化新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了常規(guī)裝置和控制中心之間的通信，是變電所功能的又一大提升。

2.5新型互感器的應(yīng)用

光電流互感器（OTA）和光電壓互感器（OTV）在繼電保護(hù)中的應(yīng)用是繼電保護(hù)應(yīng)用的又一大改革。國外已經(jīng)成功研發(fā)制造OTA和OTV，運(yùn)行成功。OTA和OTV相比傳統(tǒng)的技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）使用新型互感器使高壓、弱電完全絕緣和隔離成為現(xiàn)實(shí)。

（2）新型互感器使用的是光纖傳遞，避免了電磁對(duì)傳遞的影響。

（3）使用新型互感器解決了CT飽和問題.

（4）使用新型互感器可以拓寬頻率響應(yīng)。

總之，新型互感器的使用可以改變繼電保護(hù)的實(shí)際應(yīng)用條件及應(yīng)用方式，大大提高繼電保護(hù)的使用質(zhì)量。

2.6 繼電保護(hù)智能化

近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，隨之很多新的控制原理和應(yīng)用方法被研究應(yīng)用。很多人工智能技術(shù)也隨之出現(xiàn)并被廣泛應(yīng)用。例如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、遺傳算法及專家系統(tǒng)等等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)中的具體應(yīng)用：利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來檢測(cè)判定電力故障的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)方向保護(hù)和主設(shè)備的保護(hù)。遺傳算法在繼電保護(hù)中的應(yīng)用：遺傳算法在解決復(fù)雜問題時(shí)有它獨(dú)特的方法，可以更好更快的解決疑難問題。同時(shí)，繼電保護(hù)的智能化也被應(yīng)用在很多繼電保護(hù)的研究工作中，為繼電保護(hù)的研究工作提供了更好的方法，作出了一定的貢獻(xiàn)。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)GRNN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖ANN狀態(tài)觀測(cè)器構(gòu)造圖

（圖片來源：百度圖片）（圖片來源：知網(wǎng)）

3 結(jié)束語

電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)在我國有一定的發(fā)展歷史，從建國初期到現(xiàn)在，它經(jīng)歷了大致四個(gè)階段的改革和發(fā)展，已經(jīng)變得日漸成熟。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)、可編程控制器、智能化、自動(dòng)化、自適應(yīng)控制等新技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用正逐漸普及。但是相對(duì)于國外來說，我國的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)仍然有待探索研究。我們應(yīng)該總結(jié)自己的經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)分析借鑒國外新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將我國電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)再提高一個(gè)層次，更好的為我國的電力系統(tǒng)服務(wù)。

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