電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展分析及現(xiàn)狀研究

王 棟

（江蘇省電力公司檢修分公司南京運(yùn)維分部,江蘇南京，210019）

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展分析及現(xiàn)狀研究

王 棟

（江蘇省電力公司檢修分公司南京運(yùn)維分部,江蘇南京，210019）

本文介紹了我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展進(jìn)程，并對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，如在繼電保護(hù)中使用的新技術(shù)等等。最后指出了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并得出結(jié)論。

電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；智能電網(wǎng)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（Power System Protection）一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括繼電保護(hù)的原理設(shè)計(jì)、配置、整定、調(diào)試等技術(shù),也包括由獲取電量信息的電壓、電流互感器二次回路，經(jīng)過(guò)繼電保護(hù)裝置到斷路器跳閘線圈的一整套具體設(shè)備，如果需要利用通訊手段傳送信息，還包括通信設(shè)備。

1 我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展進(jìn)程

繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)電型、整流型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型五個(gè)階段。目前，國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中應(yīng)用的繼電保護(hù)裝置大多是微機(jī)型。微機(jī)保護(hù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，成熟和開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用于20世紀(jì)90年代。我國(guó)從20世紀(jì)70年代末即開(kāi)始了繼電保護(hù)技術(shù)的研究，并已歷經(jīng)多代：第一代微機(jī)保護(hù)裝置是單CPU結(jié)構(gòu)，幾個(gè)印制電路板由總線相連組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，總線暴露在印制電路板之外；第二代微機(jī)保護(hù)是多CPU結(jié)構(gòu)，每塊印制電路板上以CPU為中心組成一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)了“總線不出插件”；第三代保護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)是利用一種特殊單片機(jī)，將總線系統(tǒng)與CPU一起封裝在一個(gè)集成電路塊中，因此具有極強(qiáng)的抗干擾能力，即所謂“總線不出芯片”。近年來(lái)，數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）在微機(jī)保護(hù)硬件系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。DSP具有先進(jìn)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)、高速的運(yùn)算能力以及與實(shí)時(shí)信號(hào)處理相適應(yīng)的尋址方式等諸多優(yōu)良特性。以往由通過(guò)CPU難以實(shí)現(xiàn)的繼電保護(hù)算法可以通過(guò)DSP輕松完成。以DSP為核心的微機(jī)保護(hù)裝置已是當(dāng)今主流產(chǎn)品。

2 我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀

利用微型計(jì)算機(jī)超強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和邏輯處理能力，應(yīng)用其獨(dú)特、優(yōu)秀的原理和算法，從而提高保護(hù)的性能是微機(jī)保護(hù)的最大優(yōu)勢(shì)。因此，從2000年以來(lái)我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的微機(jī)化率越來(lái)越高。例如微機(jī)保護(hù)在線路保護(hù)中的比例高達(dá)98%，而高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置基本上采用了微機(jī)保護(hù)。微機(jī)保護(hù)的廣泛應(yīng)用為繼電保護(hù)運(yùn)行水平的不斷提高提供了有效的技術(shù)支持。

2009年以來(lái)，在智能電網(wǎng)、智能變電站建設(shè)的大背景下，繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)歷了一場(chǎng)深刻而廣泛的變革。本次變革以數(shù)字化保護(hù)為主要標(biāo)志，并且涉及范圍更廣，除了保護(hù)設(shè)備本身，還包括互感器乃至二次回路。伴隨著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展進(jìn)程的逐步深化與完善，更是大大地提高了繼電保護(hù)水平。一方面，促進(jìn)了智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)工作的信息共享，從而使變電站的所有設(shè)備都能夠緊密地聯(lián)系在一起，擴(kuò)大繼電保護(hù)范圍；另一方面，促進(jìn)了智能變電站的信息傳遞，使信息傳遞變得更為準(zhǔn)確、及時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)智能電網(wǎng)的全方位監(jiān)控，有效提高智能電網(wǎng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性與運(yùn)行效率。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

大電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)提出了高要求。在智能電網(wǎng)中，大電網(wǎng)的超/特高壓互聯(lián)非常重要，會(huì)嚴(yán)重影響繼電保護(hù)。電力電子設(shè)備會(huì)在一定程度上影響故障電流。智能電網(wǎng)的建設(shè)中會(huì)出現(xiàn)多種電力電子設(shè)備，會(huì)造成電網(wǎng)短路電流所具有的特征和分布發(fā)生質(zhì)的變化。一般情況下智能電網(wǎng)的實(shí)際發(fā)展會(huì)為新型的繼電保護(hù)研究提供良好的平臺(tái)。在信息的采集方面，我國(guó)很早就構(gòu)建了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，已經(jīng)存在非常多的相應(yīng)系統(tǒng)。除此之外，智能電網(wǎng)中的信息平臺(tái)有很多的信息系統(tǒng)，如局監(jiān)測(cè)、雷電監(jiān)測(cè)以及覆冰監(jiān)測(cè)等。

4 結(jié)論

電力工業(yè)作為國(guó)家最重要的能源工業(yè)，一直處于優(yōu)先發(fā)展的地位，電力企業(yè)的發(fā)展也是令人矚目的。隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和全國(guó)聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的實(shí)施，電網(wǎng)將處于一個(gè)更加快速發(fā)展的機(jī)遇期，而繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的安全衛(wèi)士，必須同時(shí)把它的發(fā)展戰(zhàn)略提到一個(gè)新的高度，以確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期、快速、穩(wěn)步增長(zhǎng)。

[1]張保會(huì),尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).北京:中國(guó)電力出版社,2010

[2]曹團(tuán)結(jié),黃國(guó)芳.智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)與運(yùn)用.北京:中國(guó)電力出版社2015

[3] 王鶴，高超．智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)探討[J]．中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，(34):129-130

[4] 卿曉波．智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)分析[J]．企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2015，(35):10-11

Development analysis and current situation of power system relay protection

Wang Dong
（Jiangsu electric power maintenance branch company Nanjing operation and maintenance branch,Nanjing Jiangsu,210019）

This paper introduces the development process of China's power system relay protection,and analyzes the development status of the relay protection technology,such as the use of new technology in the relay protection and so on.Finally,the development trend of relay protection technology is pointed out,and the conclusion is drawn.

power system;relay protection;smart grid