繼電保護發(fā)展與展望

屈海兵

（張家口供電公司涿鹿分公司，河北張家口 075600）

繼電保護發(fā)展與展望

屈海兵

（張家口供電公司涿鹿分公司，河北張家口 075600）

對電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展做了回顧，并對現(xiàn)狀進行了分析和討論，概述了微機繼電保護技術(shù)的成就，指出其與傳統(tǒng)的繼電保護相比所具有的優(yōu)點。展望了未來繼電保護技術(shù)的發(fā)展方向和前景。

繼電保護 運行現(xiàn)狀 發(fā)展前景

1 繼電保護前期發(fā)展狀況

繼電保護技術(shù)的發(fā)展是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的，它與電力系統(tǒng)對運行可靠性要求的不斷提高密切相關(guān)。熔斷器就是最初出現(xiàn)的簡單過電流保護，時至今日仍廣泛應(yīng)用于低壓線路和用電設(shè)備。由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，用電設(shè)備的功率、發(fā)電機的容量不斷增大，發(fā)電廠、變電站和供電網(wǎng)的結(jié)線不斷復(fù)雜化，電力系統(tǒng)中正常工作電流和短路電流都不斷增大，熔斷器已不能滿足選擇性和快速性的要求，于是出現(xiàn)了作用于專門的斷流裝置的過電流繼電器。

繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要設(shè)備。滿足電力系統(tǒng)安全運行的要求是繼電保護發(fā)展的基本動力。快速性、靈敏性、選擇性和可靠性是對繼電保護的四項基本要求。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍，對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護時代。

2 微機繼電保護的主要特點

微機保護充分利用了計算機技術(shù)上的兩個顯著優(yōu)勢：高速的運算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集，A/D模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術(shù)，使其在速動性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護，而顯示了強大生命力，與傳統(tǒng)的繼電保護相比，微機保護有許多優(yōu)點，其主要特點

（1）改善和提高繼電保護的動作特征和性能，正確動作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性；其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護；可引進自動控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù)，如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其運行正確率很高，已在運行實踐中得到證明。（2）可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。（3）工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標準；裝置體積小，減少了盤位數(shù)量；功耗低。（4）可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響；且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。（5）使用靈活方便，人機界面越來越友好。其維護調(diào)試也更方便，從而縮短維修時間；同時依據(jù)運行經(jīng)驗，在現(xiàn)場可通過軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。（6）可以進行遠方監(jiān)控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機保護具有遠方監(jiān)控特性。

3 未來繼電保護技術(shù)的發(fā)展前景

微機保護經(jīng)過近20年的應(yīng)用、研究和發(fā)展，已經(jīng)在電力系統(tǒng)中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運行經(jīng)驗，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益，大大提高了電力系統(tǒng)運行管理水平。近年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展以及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計算機繼電保護中，以期取得更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展，其未來趨勢向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

競爭的電力市場將促進新的自動化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，在經(jīng)濟效益的驅(qū)動下，變電站將向集成自動化方向發(fā)展。根據(jù)變電站自動化集成的程度，可將未來的自動化系統(tǒng)分為協(xié)調(diào)型自動化和集成型自動化。協(xié)調(diào)型自動化仍然保留間隔內(nèi)各自獨立的控制、保護等裝置，各自采集數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)的輸出功能，通過統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)與站級相連，在站級建立一個統(tǒng)一的計算機系統(tǒng)，進行各個功能的協(xié)調(diào)。而集成型自動化既在間隔級，又在站級對各個功能進行優(yōu)化組合，是現(xiàn)代控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)在變電站自動化系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。所謂集成型自動化系統(tǒng)是將間隔的控制、保護、故障錄波、事件記錄和運行支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等功能集成在一個統(tǒng)一的多功能數(shù)字裝置內(nèi)，間隔內(nèi)部和間隔間以及間隔同站級間的通信用少量的光纖總線實現(xiàn)，取消傳統(tǒng)的硬線連接。總體來說，綜合自動化系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)二次系統(tǒng)各專業(yè)界限和設(shè)備劃分原則，改變了常規(guī)保護裝置不能與調(diào)度（控制）中心通信的缺陷，給變電所自動化賦予了更新的含義和內(nèi)容，代表了變電所自動化技術(shù)發(fā)展的一種潮流。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，功能更全、智能化水平更高、系統(tǒng)更完善的超高壓變電所綜合自動化系統(tǒng)，必將在我國電網(wǎng)建設(shè)中不斷涌現(xiàn)，把電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行提高到一個新的水平。

4 結(jié)語

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應(yīng)用革命，由數(shù)字時代跨入信息化時代，發(fā)展到一個新的水平。這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。

［1］楊奇遜.微型機繼電保護基礎(chǔ).北京：水利電力出版社，1988.

［2］吳斌，劉沛，陳德樹.繼電保護中的人工智能及其應(yīng)用.電力系統(tǒng)自動化，1995.

［3］張宇輝.電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護.北京：中國電力出版社，2000.

［4］葛耀中.新型繼電保護與故障測距原理與技術(shù).西安：西安交通大學(xué)出版社，1996.

［5］葛耀中.自適應(yīng)繼電保護及其前景展望.電力系統(tǒng)自動化，1997.

［6］王梅義.高壓電網(wǎng)繼電保護運行技術(shù).北京：電力工業(yè)出版社，1981.