基于網絡化的繼電保護的發展與應用

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摘要：在現代電力系統中，繼電保護是保證電力系統和發電廠可靠、經濟、安全運行和提高電能質量的重要設備。本文講述了電力系統繼電保護技術的發展歷程，著重介紹了基于網絡化的繼電保護的發展和應用前景。

關鍵詞：繼電保護；網絡化；應用前景

引言

繼電保護在電力系統中發揮著重要作用，隨著電力系統的不斷發展，繼電保護裝置及技術也需要達到一定的基本要求。繼電保護的基本任務是：當電力系統發生故障或者系統運行的工況不正常時，在盡可能短的時間和最小區域范疇內，自動將故障設備從電力系統中剝離出來，或者發出報警指示信號提示值班人員及時找到異常工況發生的根源并及時排除故障設備使系統恢復正常，以減輕對電力設備的損害，避免對電網穩定運行造成影響。

1.繼電保護技術的發展進程

繼電保護是隨著電力系統的發展而發展起來的。20世紀初期電磁型繼電保護裝置開始廣泛應用于電力系統的保護，這時期是繼電保護技術發展的開端。50年代隨著晶體管和其他固態元器件的迅速發展，電子型靜態繼電器得以大量推廣和生產。60年代出現了應用計算機的數字式繼電保護，大規模集成電路技術發展飛速，微處理機和微型計算機大規模應用，推動了數字式繼電保護技術的開發。

繼電保護完成了發展的4個階段，從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置，再到集成電路繼電保護裝置，再到微機繼電保護裝置。從電力系統繼電保護技術的發展歷程可以看到，當代電力系統繼電保護技術的發展與應用正走向計算機化和網絡化。

2.基于網絡化的繼電保護的技術背景

計算機網絡作為信息和數據通信工具，已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化，深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。目前的電力系統繼電保護除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置，都只反應保護安裝處的電氣量，繼電保護的作用，也只限于切除故障元件，縮小事故范圍（基本功能）。隨著計算機硬件的飛速發展，電力系統對微機保護的要求也在不斷提升，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通訊能力，與其他保護、控制裝置、調度自動化系統聯網以共享數據，在此基礎上各個保護與自動化裝置協調動作，保障全系統的安全穩定運行。因此，必須實現微機保護裝置的網絡化。

3.基于網絡化的繼電保護技術的應用

3.1計算機的廣泛應用和在計算機輔助設計功能的幫助下，繼電保護技術的功能性越來越多、越來越強，可根據故障的顯性進行適當的控制運用。計算機數據自動化發展越來越快，繼電保護技術的現代化發展也必然得到充分的體現，即電子數據主動化性能必將得到展現。該項技術廣泛應用，將使得電力線路維護調試變得更加方便。在運行過程中，操作者可根據電流值，進行適當調整。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的智能裝置，是整個高速網絡上的一個分布智能終端。它可從高速網絡上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給高速網絡上任一分布智能終端。因此，每個微機保護裝置不但可以完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。

3.2目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室，需要敷設大量控制電纜，不僅投資大，而且二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的分布智能終端，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾。

3.3利用網絡化繼電保護可實現分布式母線保護、分布式備自投保護和分布式小電流接地選線裝置。分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用高速網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的測量量，將其轉換成數字量后，通過高速網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從高速網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線保護的計算、備自投保護和小電流接地選線。上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，最大限度的實現資源整合，進而提高整體系統可靠性。

3.4自適應繼電保護的概念始于20世紀80年代，它可定義為能根據電力系統運行方式和故障狀態的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點，在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。在電力系統的頻率、振蕩發生變化、單相接地時短路過渡電阻出現異常并出現其它故障時，利用自適應控制的技術，可以迅速有效的提供相應的保護。但要達到真正的自適應，必須做好信息收集和分析工作，與基于網絡化的繼電保護技術的應用密不可分。

4.總結

隨著計算機技術的飛速發展以及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用，繼電保護技術逐漸向著計算機化、網絡化，保護、測量、控制、數據通信一體化和人工智能化方向發展，新的控制原理和方法不斷應用于繼電保護，為電網穩定運行做出不可磨滅的貢獻。

參考文獻：

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