電力系統繼電保護新技術的發展與分析

岑熾豪

摘要：繼電保護技術在電力系統中的應用很重要，但是目前我國繼電保護技術還不是很完善。本文回顧了我國電力系統繼電保護技術的發展歷程，分析了我國電力系統繼電保護新技術的發展與應用。

關鍵字：電力系統；繼電保護新技術

中圖分類號： TV731文獻標識碼：A文章編號：

1 我國電力系統繼電保護技術的發展歷程

從建國初期至今我國電力保護系統經過了四十多年的發展，大致經歷了四個階段；

1.1五十年代。建國初期，我國各項事業從頭發展，繼電保護事業方面也匯集了大量電力知識扎實、經驗豐富的專家團隊，他們對我國建國初期電力系統的繼電保護建設起了很重要的指導作用。在這個期間阿城繼電器廠結合國內外的技術和發展情況，建立我屬于我們自己的繼電器廠，這是我國電力系統史上的重大事件。

1.2六十年代到八十年代。這個階段是晶體管繼電保護時代，天津大學和南京電力自動化設備廠一起研究出了500kv晶體管方向高頻保護，南京電力自動化研究院研究出了晶體管高頻閉鎖距離保護，并將此技術運用在葛洲壩500kv線路上，終結了我國500kv線路保護依靠外國進口的時代。

1.3八十年代末到九十年代初。我國集成電路保護系列開始慢慢代替晶體保護。晶體電路的研發、生產、使用已經開始主導我國電力系統。集成電路的保護時代已經到來。1984年原華北電力學院研究出的輸電線路微機保護裝置在電力系統中投入使用，這也是我國電力系統史上重要的一章。

1.4從九十年代開始至今。繼電保護出現，微機線路的研發和設計各具特色，為電力系統的使用和發展提供了很多質量優質、功能繁多的繼電保護裝置。我國在電力保護方面也取得了很多研究性的理論成果。推動了我國電力事業的發展。

2 我國電力系統繼電保護新技術的發展與應用

隨著現代科技的快速發展，我國繼電保護的技術也在不斷更新和發展。很多新技術被應用到繼電保護中，推動了繼電保護的發展，為我國電力事業的發展做出了很大貢獻。例如：計算機技術在繼電保護中的應用、人工神經網絡的應用、光電互感器在繼電保護中的應用、可編程控制器（PLC）取代機械觸點繼電器在繼電保護中的應用等等。這些新技術的出新和應用提高了繼電保護的工作效率和科學性。下面具體分析幾種繼電保護的新技術：

2.1信息網絡新技術

計算機的應用在我國的發展速度是極快的。信息技術已經被廣泛運用到我國各項事業的發展中。我國電力系統繼電保護也正在由模擬式和數字式的傳統方式向信息網絡式的新方式發展。變電站在綜合自動化方面，用來保護的裝置要很靈活。變電站綜合自動化使用傳統的模式的原理是：遠方終端裝置與當地監控系統同時使用，將信息經過遙信輸入回路進入遠方終端裝置，還可以將信息經過串行口和遠方終端裝置約定好的通信規約來完成傳遞。如果采用信息網絡新技術，可以直接依靠一次主設備作為安裝單位，把保護和控制等分散單元直接安裝在主設備附近。具體有兩種方式：

2.1.1保護裝置相對獨立，控制和測量裝置合一。例如SIEMENS中的LSA678系統.

SIEMENS的LSA678系統（圖片來源：即刻圖片）

2.1.2保護裝置即控制和檢測裝置都合一。例如CSC- 2000

CSC- 2000系統（圖片來源：即刻圖片）

2.2可編程控制器新技術

可編程控制器（PLC）被看做是具有特殊性體系結構的工業計算機，被廣泛應用于控制要求編程語言。在繼電器構成的控制系統里，采用導線將各個分立元件連起來，這不利于梳理繼電器的復雜邏輯關系。繼電器是要定期變動操作任務的，采用導線連接分立元件對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雜的連接，使用起來很方便，在改變操作任務時直接輸入新的變成即可。此外，傳統的繼電器的設置會占用土地，采用PLC用輔助繼電器替代機械觸點繼電器，可以減少占地面積。

2.3自適應控制新技術

自適應繼電保護是指根據電力系統的運作方法及故障的變化而實時變動保護性能、特性和定值的繼電保護。它的工作思想是讓保護盡量的適應電力系統的千變萬化。加強保護質量，讓電力系統更好的工作。自適應控制繼電保護有很多優點：改善系統響應；提高電力保護的可靠性、提升電力系統的經濟效益等等。它不僅可以應用在電力保護方面，在變壓器保護、發電機保護和自動重合閘的保護應用方面也有著很廣泛的前景。

2.4變電所綜合自動化新技術

計算機、網絡和通信技術的快速發展為現代變電站的改革和發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新技術。繼電保護的自動化新技術是利用遠方終端單元和微機保護裝置，把變電所的信號、計費等數據自動回路計算機系統。從而代替傳統的控制保護屏。這樣既可以提高繼電保護的工作效率，減少人工作業的時間和勞力，更能夠提高數據的準確性和完整性。自動化新技術實現了常規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新型互感器的應用

光電流互感器（OTA）和光電壓互感器（OTV）在繼電保護中的應用是繼電保護應用的又一大改革。國外已經成功研發制造OTA和OTV，運行成功。OTA和OTV相比傳統的技術相比有以下優點：

（1）使用新型互感器使高壓、弱電完全絕緣和隔離成為現實。

（2）新型互感器使用的是光纖傳遞，避免了電磁對傳遞的影響。

（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。

總之，新型互感器的使用可以改變繼電保護的實際應用條件及應用方式，大大提高繼電保護的使用質量。

2.6 繼電保護智能化

近年來計算機技術已經被廣泛運用于電力系統的繼電保護中，隨之很多新的控制原理和應用方法被研究應用。很多人工智能技術也隨之出現并被廣泛應用。例如：神經網絡、模糊邏輯、遺傳算法及專家系統等等。神經網絡在繼電保護中的具體應用：利用神經網絡來檢測判定電力故障的發生，實現方向保護和主設備的保護。遺傳算法在繼電保護中的應用：遺傳算法在解決復雜問題時有它獨特的方法，可以更好更快的解決疑難問題。同時，繼電保護的智能化也被應用在很多繼電保護的研究工作中，為繼電保護的研究工作提供了更好的方法，作出了一定的貢獻。

人工神經網絡GRNN網絡結構圖ANN狀態觀測器構造圖

（圖片來源：百度圖片）（圖片來源：知網）

3 結束語

電力系統的繼電保護在我國有一定的發展歷史，從建國初期到現在，它經歷了大致四個階段的改革和發展，已經變得日漸成熟。隨著科學技術的發展和計算機技術的普遍應用，電力系統繼電保護的新技術也不斷涌現，信息技術網絡、可編程控制器、智能化、自動化、自適應控制等新技術在繼電保護中的應用正逐漸普及。但是相對于國外來說，我國的電力系統繼電保護技術仍然有待探索研究。我們應該總結自己的經驗，適當分析借鑒國外新技術的發展和應用，將我國電力系統的繼電保護再提高一個層次，更好的為我國的電力系統服務。

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