電力系統繼電保護技術發展現狀及發展方向探微

王淵輝

摘 要：電力是人類生存和發展不可或缺的條件之一。電力系統的有效運行是電力供給的重要保障，而繼電保護又是電力系統保護的重要技術之一。分析了當前國內電力系統繼電保護技術的發展現狀，并探討了其未來發展的方向。

關鍵詞：電力系統；繼電保護技術；計算機技術；數字化

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0039-02

隨著電力系統和重化工產業的飛速發展，繼電保護技術也在不斷發展和創新。伴隨著電子技術、計算機技術和通信技術的發展，繼電保護技術也在原有的基礎上不斷創新出多項新技術，并在日積月累的實踐中探索出了一條科學的發展道路。

1 電力系統繼電保護技術的發展現狀

1.1 繼電保護技術的發展歷程

20世紀50年代末，我國的電力工程技術人員借鑒并掌握了國外一些先進的繼電保護技術，實現了我國繼電保護技術從無到有的突破；20世紀60年代，晶體管在繼電保護中的使用是我國自研技術的開端，一直持續到80年代，整整20年都是晶體管的發展時代；20世紀70年代，我國開始致力于研究集成電路保護技術，至80年代末正式形成，取代了晶體管保護技術；20世紀90年代末，隨著計算機技術的飛速發展，繼電保護進入了微機保護的時代。

當前常用的繼電保護裝置有：按類型分為變壓器和發電機保護、母線和線路保護；按照保護對象分為電壓保護、電流保護、平穩保護、距離保護、方向保護、差動保護和高頻保護等。具體如圖1所示。

圖1 繼電保護的基本裝置

1.2 繼電保護新技術的發展

繼電保護新技術的發展是因計算機在電力系統繼電保護中的普遍運用而產生的。為了能更好地保證電力系統的可持續運轉，人們在不斷地探索、研發新的技術。自適應控制技術是在20世紀80年代產生的，其能隨著電力系統的各種變化而改善保護功能，具有改善系統響應功能、提高經濟效益等特點，主要被應用于變壓器和發電機保護、輸電線路的距離保護和自動重合閘等領域。變電站綜合自動化技術功能較為簡單，是一種常規的自動化系統，主要被應用在自動控制技術、通信技術、數據采集和處理技術等領域。

2 電力系統繼電保護技術的發展方向

2.1 數字化

計算機已經與人類的生活和工作息息相關，電力系統保護對計算機的需求也在不斷增強，繼電保護技術應向著計算機數字化的道路發展。計算機數字化的發展除了能保護電力系統的基本功能外，還能長期儲存大容量的數據和故障信息，有著強大的通信能力、快速的數據處理能力、獲取信息和網絡資源的能力、高級語言編程能力和調度聯網以共享全系統數據的優勢。比如，DigiProII系列數字式綜合保護自動裝置就是繼電保護技術向著計算機數字化發展的最好體現，該裝置擁有超大規模的集成電路芯片（VLSI）和高性能的數字信號處理器（DSP），具有強大的運算能力。

2.2 網絡信息化

目前，國內的繼電保護裝置除了縱聯保護和差動保護外，其他種類的保護裝置因缺乏專業的數據通信手段，所以只能反映保護安裝處的電氣量。網絡作為數據通信和信息流通的工具，已經成為信息時代核心技術的載體，將整個電力系統電氣設備的保護裝置用網絡相連，能實現繼電保護的網絡化。例如，天津大學在1993年提出的分布式母線保護原理，就是利用網絡將各個母線保護單元連接后，對每個保護單元輸入本回路的電流量，最終對母線差動保護的結果進行計算和比較。這種利用網絡實現的保護方式比傳統方式更具可信度。由此可見，網絡化是電力系統繼電保護技術發展的必然趨勢，能夠大大增強其可靠性和保護性。

2.3 多功能一體化

為了對電力系統進行保護、控制和測量，室外變電站的所有設備必須借助控制電纜才能引入主控室，這就造成控制電纜的成本消耗大且大量浪費，此時，需要一種多功能一體化的保護裝置來解決這些問題。所謂多功能一體化，是指在每個保護裝置具備繼電保護功能的基礎上，還能在正常運行中完成控制、測量和數據通信等功能，即保護、數據通信、測量和控制一體化。天津大學在1992年首次提出了多功能一體化的項目，并研制出了以TMS320C25數據信號處理器為基礎的一體化裝置。

2.4 環保智能化

隨著科學技術的不斷發展，人工智能技術被廣泛應用于電力系統的各個領域，繼電保護技術的應用也在不斷發展。人工智能技術主要包括神經網絡、進化規則、模糊邏輯和遺傳算法等，這些技術都具有獨特的性能和解決問題的能力，應被廣泛使用。電力系統的實質就是將其他能源轉化成電力的過程，期間會損耗很多能源，這是電力系統不可忽視的問題。環境保護也是電力系統繼電保護技術必須面對的問題，繼電保護技術必須協調好電力系統的發展與環境保護的關系。總之，環保智能化發展是繼電保護技術不可忽視的發展方向。

3 結束語

我國的電力系統繼電保護技術自新中國成立以來經歷了四個重要的發展時期，不斷創新了自適用控制技術和變電站綜合自動化技術，保障了電力系統的正常運行。然而，隨著社會的發展和科技的進步，繼電保護技術需要不斷尋找新的發展方向。在計算機技術被廣泛運用的時代，繼電保護技術應走上數字化、網絡信息化、多功能一體化和環保智能化的新的發展道路。

參考文獻

[1]段玉倩，賀家李，賀繼紅.基于人工神經網絡方法的微機變壓器保護[J].中國電機工程學報，2011，17（03）：22-23.

[2]沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究[J].電力系統自動化，2013，34（01）：19-20.

[3]葛耀中.數字計算機在繼電保護中的應用[J].繼電器，2012，09（03）：07-08.

〔編輯：張思楠〕

Power System Protection Technology Development Status Quo and Development Trend Exploration

Wang Yuanhui

Abstract： Electricity is one of the conditions indispensable for human survival and development. Effective operation of the power system is an important guarantee for the power supply， and protection is one of the key technologies of power system protection. Analyzes the current development of the domestic power system protection technology and discusses the direction of its future development.

Key words： power system； protection technology； computer technology； digitizing

摘 要：電力是人類生存和發展不可或缺的條件之一。電力系統的有效運行是電力供給的重要保障，而繼電保護又是電力系統保護的重要技術之一。分析了當前國內電力系統繼電保護技術的發展現狀，并探討了其未來發展的方向。

關鍵詞：電力系統；繼電保護技術；計算機技術；數字化

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0039-02

隨著電力系統和重化工產業的飛速發展，繼電保護技術也在不斷發展和創新。伴隨著電子技術、計算機技術和通信技術的發展，繼電保護技術也在原有的基礎上不斷創新出多項新技術，并在日積月累的實踐中探索出了一條科學的發展道路。

1 電力系統繼電保護技術的發展現狀

1.1 繼電保護技術的發展歷程

20世紀50年代末，我國的電力工程技術人員借鑒并掌握了國外一些先進的繼電保護技術，實現了我國繼電保護技術從無到有的突破；20世紀60年代，晶體管在繼電保護中的使用是我國自研技術的開端，一直持續到80年代，整整20年都是晶體管的發展時代；20世紀70年代，我國開始致力于研究集成電路保護技術，至80年代末正式形成，取代了晶體管保護技術；20世紀90年代末，隨著計算機技術的飛速發展，繼電保護進入了微機保護的時代。

當前常用的繼電保護裝置有：按類型分為變壓器和發電機保護、母線和線路保護；按照保護對象分為電壓保護、電流保護、平穩保護、距離保護、方向保護、差動保護和高頻保護等。具體如圖1所示。

圖1 繼電保護的基本裝置

1.2 繼電保護新技術的發展

繼電保護新技術的發展是因計算機在電力系統繼電保護中的普遍運用而產生的。為了能更好地保證電力系統的可持續運轉，人們在不斷地探索、研發新的技術。自適應控制技術是在20世紀80年代產生的，其能隨著電力系統的各種變化而改善保護功能，具有改善系統響應功能、提高經濟效益等特點，主要被應用于變壓器和發電機保護、輸電線路的距離保護和自動重合閘等領域。變電站綜合自動化技術功能較為簡單，是一種常規的自動化系統，主要被應用在自動控制技術、通信技術、數據采集和處理技術等領域。

2 電力系統繼電保護技術的發展方向

2.1 數字化

計算機已經與人類的生活和工作息息相關，電力系統保護對計算機的需求也在不斷增強，繼電保護技術應向著計算機數字化的道路發展。計算機數字化的發展除了能保護電力系統的基本功能外，還能長期儲存大容量的數據和故障信息，有著強大的通信能力、快速的數據處理能力、獲取信息和網絡資源的能力、高級語言編程能力和調度聯網以共享全系統數據的優勢。比如，DigiProII系列數字式綜合保護自動裝置就是繼電保護技術向著計算機數字化發展的最好體現，該裝置擁有超大規模的集成電路芯片（VLSI）和高性能的數字信號處理器（DSP），具有強大的運算能力。

2.2 網絡信息化

目前，國內的繼電保護裝置除了縱聯保護和差動保護外，其他種類的保護裝置因缺乏專業的數據通信手段，所以只能反映保護安裝處的電氣量。網絡作為數據通信和信息流通的工具，已經成為信息時代核心技術的載體，將整個電力系統電氣設備的保護裝置用網絡相連，能實現繼電保護的網絡化。例如，天津大學在1993年提出的分布式母線保護原理，就是利用網絡將各個母線保護單元連接后，對每個保護單元輸入本回路的電流量，最終對母線差動保護的結果進行計算和比較。這種利用網絡實現的保護方式比傳統方式更具可信度。由此可見，網絡化是電力系統繼電保護技術發展的必然趨勢，能夠大大增強其可靠性和保護性。

2.3 多功能一體化

為了對電力系統進行保護、控制和測量，室外變電站的所有設備必須借助控制電纜才能引入主控室，這就造成控制電纜的成本消耗大且大量浪費，此時，需要一種多功能一體化的保護裝置來解決這些問題。所謂多功能一體化，是指在每個保護裝置具備繼電保護功能的基礎上，還能在正常運行中完成控制、測量和數據通信等功能，即保護、數據通信、測量和控制一體化。天津大學在1992年首次提出了多功能一體化的項目，并研制出了以TMS320C25數據信號處理器為基礎的一體化裝置。

2.4 環保智能化

隨著科學技術的不斷發展，人工智能技術被廣泛應用于電力系統的各個領域，繼電保護技術的應用也在不斷發展。人工智能技術主要包括神經網絡、進化規則、模糊邏輯和遺傳算法等，這些技術都具有獨特的性能和解決問題的能力，應被廣泛使用。電力系統的實質就是將其他能源轉化成電力的過程，期間會損耗很多能源，這是電力系統不可忽視的問題。環境保護也是電力系統繼電保護技術必須面對的問題，繼電保護技術必須協調好電力系統的發展與環境保護的關系。總之，環保智能化發展是繼電保護技術不可忽視的發展方向。

3 結束語

我國的電力系統繼電保護技術自新中國成立以來經歷了四個重要的發展時期，不斷創新了自適用控制技術和變電站綜合自動化技術，保障了電力系統的正常運行。然而，隨著社會的發展和科技的進步，繼電保護技術需要不斷尋找新的發展方向。在計算機技術被廣泛運用的時代，繼電保護技術應走上數字化、網絡信息化、多功能一體化和環保智能化的新的發展道路。

參考文獻

[1]段玉倩，賀家李，賀繼紅.基于人工神經網絡方法的微機變壓器保護[J].中國電機工程學報，2011，17（03）：22-23.

[2]沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究[J].電力系統自動化，2013，34（01）：19-20.

[3]葛耀中.數字計算機在繼電保護中的應用[J].繼電器，2012，09（03）：07-08.

〔編輯：張思楠〕

Power System Protection Technology Development Status Quo and Development Trend Exploration

Wang Yuanhui

Abstract： Electricity is one of the conditions indispensable for human survival and development. Effective operation of the power system is an important guarantee for the power supply， and protection is one of the key technologies of power system protection. Analyzes the current development of the domestic power system protection technology and discusses the direction of its future development.

Key words： power system； protection technology； computer technology； digitizing

摘 要：電力是人類生存和發展不可或缺的條件之一。電力系統的有效運行是電力供給的重要保障，而繼電保護又是電力系統保護的重要技術之一。分析了當前國內電力系統繼電保護技術的發展現狀，并探討了其未來發展的方向。

關鍵詞：電力系統；繼電保護技術；計算機技術；數字化

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0039-02

隨著電力系統和重化工產業的飛速發展，繼電保護技術也在不斷發展和創新。伴隨著電子技術、計算機技術和通信技術的發展，繼電保護技術也在原有的基礎上不斷創新出多項新技術，并在日積月累的實踐中探索出了一條科學的發展道路。

1 電力系統繼電保護技術的發展現狀

1.1 繼電保護技術的發展歷程

20世紀50年代末，我國的電力工程技術人員借鑒并掌握了國外一些先進的繼電保護技術，實現了我國繼電保護技術從無到有的突破；20世紀60年代，晶體管在繼電保護中的使用是我國自研技術的開端，一直持續到80年代，整整20年都是晶體管的發展時代；20世紀70年代，我國開始致力于研究集成電路保護技術，至80年代末正式形成，取代了晶體管保護技術；20世紀90年代末，隨著計算機技術的飛速發展，繼電保護進入了微機保護的時代。

當前常用的繼電保護裝置有：按類型分為變壓器和發電機保護、母線和線路保護；按照保護對象分為電壓保護、電流保護、平穩保護、距離保護、方向保護、差動保護和高頻保護等。具體如圖1所示。

圖1 繼電保護的基本裝置

1.2 繼電保護新技術的發展

繼電保護新技術的發展是因計算機在電力系統繼電保護中的普遍運用而產生的。為了能更好地保證電力系統的可持續運轉，人們在不斷地探索、研發新的技術。自適應控制技術是在20世紀80年代產生的，其能隨著電力系統的各種變化而改善保護功能，具有改善系統響應功能、提高經濟效益等特點，主要被應用于變壓器和發電機保護、輸電線路的距離保護和自動重合閘等領域。變電站綜合自動化技術功能較為簡單，是一種常規的自動化系統，主要被應用在自動控制技術、通信技術、數據采集和處理技術等領域。

2 電力系統繼電保護技術的發展方向

2.1 數字化

計算機已經與人類的生活和工作息息相關，電力系統保護對計算機的需求也在不斷增強，繼電保護技術應向著計算機數字化的道路發展。計算機數字化的發展除了能保護電力系統的基本功能外，還能長期儲存大容量的數據和故障信息，有著強大的通信能力、快速的數據處理能力、獲取信息和網絡資源的能力、高級語言編程能力和調度聯網以共享全系統數據的優勢。比如，DigiProII系列數字式綜合保護自動裝置就是繼電保護技術向著計算機數字化發展的最好體現，該裝置擁有超大規模的集成電路芯片（VLSI）和高性能的數字信號處理器（DSP），具有強大的運算能力。

2.2 網絡信息化

目前，國內的繼電保護裝置除了縱聯保護和差動保護外，其他種類的保護裝置因缺乏專業的數據通信手段，所以只能反映保護安裝處的電氣量。網絡作為數據通信和信息流通的工具，已經成為信息時代核心技術的載體，將整個電力系統電氣設備的保護裝置用網絡相連，能實現繼電保護的網絡化。例如，天津大學在1993年提出的分布式母線保護原理，就是利用網絡將各個母線保護單元連接后，對每個保護單元輸入本回路的電流量，最終對母線差動保護的結果進行計算和比較。這種利用網絡實現的保護方式比傳統方式更具可信度。由此可見，網絡化是電力系統繼電保護技術發展的必然趨勢，能夠大大增強其可靠性和保護性。

2.3 多功能一體化

為了對電力系統進行保護、控制和測量，室外變電站的所有設備必須借助控制電纜才能引入主控室，這就造成控制電纜的成本消耗大且大量浪費，此時，需要一種多功能一體化的保護裝置來解決這些問題。所謂多功能一體化，是指在每個保護裝置具備繼電保護功能的基礎上，還能在正常運行中完成控制、測量和數據通信等功能，即保護、數據通信、測量和控制一體化。天津大學在1992年首次提出了多功能一體化的項目，并研制出了以TMS320C25數據信號處理器為基礎的一體化裝置。

2.4 環保智能化

隨著科學技術的不斷發展，人工智能技術被廣泛應用于電力系統的各個領域，繼電保護技術的應用也在不斷發展。人工智能技術主要包括神經網絡、進化規則、模糊邏輯和遺傳算法等，這些技術都具有獨特的性能和解決問題的能力，應被廣泛使用。電力系統的實質就是將其他能源轉化成電力的過程，期間會損耗很多能源，這是電力系統不可忽視的問題。環境保護也是電力系統繼電保護技術必須面對的問題，繼電保護技術必須協調好電力系統的發展與環境保護的關系。總之，環保智能化發展是繼電保護技術不可忽視的發展方向。

3 結束語

我國的電力系統繼電保護技術自新中國成立以來經歷了四個重要的發展時期，不斷創新了自適用控制技術和變電站綜合自動化技術，保障了電力系統的正常運行。然而，隨著社會的發展和科技的進步，繼電保護技術需要不斷尋找新的發展方向。在計算機技術被廣泛運用的時代，繼電保護技術應走上數字化、網絡信息化、多功能一體化和環保智能化的新的發展道路。

參考文獻

[1]段玉倩，賀家李，賀繼紅.基于人工神經網絡方法的微機變壓器保護[J].中國電機工程學報，2011，17（03）：22-23.

[2]沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究[J].電力系統自動化，2013，34（01）：19-20.

[3]葛耀中.數字計算機在繼電保護中的應用[J].繼電器，2012，09（03）：07-08.

〔編輯：張思楠〕

Power System Protection Technology Development Status Quo and Development Trend Exploration

Wang Yuanhui

Abstract： Electricity is one of the conditions indispensable for human survival and development. Effective operation of the power system is an important guarantee for the power supply， and protection is one of the key technologies of power system protection. Analyzes the current development of the domestic power system protection technology and discusses the direction of its future development.

Key words： power system； protection technology； computer technology； digitizing