芻議繼電保護系統(tǒng)的發(fā)展趨向

王鈺

【摘要】 機電式繼電保護繁榮的時代為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。本文回顧了我國電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)發(fā)展的過程，概述了微機繼電保護技術(shù)的成就，提出了未來繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢是：計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化。

【關(guān)鍵詞】 繼電保護 系統(tǒng) 發(fā)展趨向

一、引言

供電系統(tǒng)及電器設(shè)備在運行中，往往會因電器設(shè)備的絕緣損壞、斷線、過負荷等種種造成短路事故或進入異常運行狀態(tài)。尤其是短路事故，會給供電系統(tǒng)及電器設(shè)備帶來嚴重后果。短路總是伴隨著很大的短路電流，同時系統(tǒng)電壓大大降低。短路更嚴重的后果是因電壓下降可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)與發(fā)電廠之間并列運行的穩(wěn)定性遭受破壞，引起系統(tǒng)震蕩，直接使整個系統(tǒng)挖解。我國繼電保護學科、繼電保護設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

二、繼電保護裝置發(fā)展的分類

繼電保護裝置的種類很多，可從不同的角度來分類。

1、從繼電保護裝置的發(fā)展過程來分。第一代為機電式繼電器的繼電保護裝置。第二代為晶體管繼電保護裝置。第三代為20世紀80年代中期出現(xiàn)的以集成電路為主的繼電保護裝置。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。從反應(yīng)短路故障的保護分可分為主保護、后備保護和輔助保護。

2、從繼電保護裝置的構(gòu)成原理分為電流保護、電壓保護、差動保護、功率方向保護、距離保護和高頻保護等。

3、從被保護對象分為線路保護、變壓器保護、電動機保護、發(fā)電機保護、母線保護、和電容器保護等。

三、繼電保護的發(fā)展趨向

1、計算機化 。隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經(jīng)歷了3個發(fā)展階段，從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機保護問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。

2、網(wǎng)絡(luò)化。計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)域提供了強有力的通信手段。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化。

3、保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

4、智能化。在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動，如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結(jié)合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護的研究，已取得初步成果。

參 考 文 獻

[1]李寶偉.新一代智能變電站繼電保護故障可視化分析方案[J].《電力系統(tǒng)自動化》.2014年5期.

[2]周衛(wèi).張堯.分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護的影響[J].《電力系統(tǒng)保護與控制》2010年3期.