芻議繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展趨向

王鈺

【摘要】 機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(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)基礎(chǔ)。本文回顧了我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的過程，概述了微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的成就，提出了未來繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是：計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化。

【關(guān)鍵詞】 繼電保護(hù) 系統(tǒng) 發(fā)展趨向

一、引言

供電系統(tǒng)及電器設(shè)備在運(yùn)行中，往往會(huì)因電器設(shè)備的絕緣損壞、斷線、過負(fù)荷等種種造成短路事故或進(jìn)入異常運(yùn)行狀態(tài)。尤其是短路事故，會(huì)給供電系統(tǒng)及電器設(shè)備帶來嚴(yán)重后果。短路總是伴隨著很大的短路電流，同時(shí)系統(tǒng)電壓大大降低。短路更嚴(yán)重的后果是因電壓下降可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)與發(fā)電廠之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性遭受破壞，引起系統(tǒng)震蕩，直接使整個(gè)系統(tǒng)挖解。我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有，在大約10年的時(shí)間里走過了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過的道路。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(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)基礎(chǔ)。

二、繼電保護(hù)裝置發(fā)展的分類

繼電保護(hù)裝置的種類很多，可從不同的角度來分類。

1、從繼電保護(hù)裝置的發(fā)展過程來分。第一代為機(jī)電式繼電器的繼電保護(hù)裝置。第二代為晶體管繼電保護(hù)裝置。第三代為20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的以集成電路為主的繼電保護(hù)裝置。在此期間，從70年代中，基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時(shí)代。從反應(yīng)短路故障的保護(hù)分可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)。

2、從繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成原理分為電流保護(hù)、電壓保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、功率方向保護(hù)、距離保護(hù)和高頻保護(hù)等。

3、從被保護(hù)對(duì)象分為線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)、和電容器保護(hù)等。

三、繼電保護(hù)的發(fā)展趨向

1、計(jì)算機(jī)化 。隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段，從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問世，不到5年時(shí)間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。

2、網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，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)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。

3、保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(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)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)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(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。

4、智能化。在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)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(hù)很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng)，如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)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(shí)都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究，已取得初步成果。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李寶偉.新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案[J].《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》.2014年5期.

[2]周衛(wèi).張堯.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響[J].《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》2010年3期.