繼電保護技術應用研究

崔彥麗+田雙+張東亮

【摘要】隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步， 繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為計算機化、網絡化， 保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化， 為電力工業的快速發展提供了更可靠、穩定、完善的保護。

【關鍵詞】繼電 保護

研究電力系統故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發展過程中曾主要使用有觸點的繼電器來保護電力系統及其元件（發電機、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害，所以簡稱繼電保護。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步， 繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為計算機化、網絡化， 保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化， 為電力工業的快速發展提供了更可靠、穩定、完善的保護。繼電保護必將隨著各種技術的進步和發展呈現更新的特征，也將獲得更廣泛的應用。繼電保護裝置為了完成它的任務，必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護，應同時滿足四個基本要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼電保護裝置，這四個基本要求中有些要求可以降低。

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。它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。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。目前，多種計算機技術在繼電保護方面有諸多應用：

一、信息網絡技術在繼電保護中的應用

IT是信息技術的簡稱，Information Technology，指與信息相關的技術。不同的人和不同的書上對此有不同解釋。但一個基本上大家都同意的觀點是，IT有以下三部分組成：——傳感技術這是人的感覺器官的延伸與拓展，最明顯的例子是條碼閱讀器； ——通信技術這是人的神經系統的延伸與拓展，承擔傳遞信息的功能；——計算機技術這是人的大腦功能延伸與拓展，承擔對信息進行處理的功能。所謂信息化是用信息技術來改造其他產業與行業，從而提高企業的效益。當代繼電保護技術的發展，正在從傳統的模擬式、數字式探索著進入信息技術領域。在變電站綜合自動化方面，保護的配置比較靈活。如果變電站綜合自動化采用傳統模式，也就是遠方終端裝置（RTU）加上當地監控系統， 保護裝置的信息可以通過遙信輸入回路進入RTU，也可以通過串行口與RTU按照約定的通信規約進行信息傳遞。如果變電站綜合自動化采用全分散式， 也就是按一次主設備為安裝單位，將保護、控制等單元分散， 就地安裝在主設備旁。

二、可編程控制器在繼電保護中的應用

可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專門在工業環境下應用而設計。它采用可以編制程序的存儲器，用來在執行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字或模擬的輸入（I）和輸出（O）接口，控制各種類型的機械設備或生產過程。可編程控制器（PLC）可以視為具有特殊體系結構的工業計算機，更適應于控制要求的編程語言。在由繼電器組成的控制系統里， 要把各個分立元件用導線連接起來， 這對于實現復雜的邏輯關系以及需要定期改變操作任務來說顯然是不適宜的。而使用PLC就可以解決上述問題， 通過軟件編程的方式來代替實際的各個分立元件之間的接線。

三、智能化技術在繼電保護中的應用

智能化技術在其應用中主要體現在計算機技術，精密傳感技術，GPS定位技術的綜合應用。隨著產品市場競爭的日趨激烈，產品智能化優勢在實際操作和應用中得到非常好的運用，其主要表現在：大大改善操作者作業環境，減輕了工作強度；提高了作業質量和工作效率；一些危險場合或重點施工應用得到解決；環保、節能；提高了機器的自動化程度及智能化水平；提高了設備的可靠性，降低了維護成本；故障診斷實現了智能化等。進入20世紀90年代以來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用， 電力系統保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究。人工神經網絡（ANN） 具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學習等特點，其應用研究發展十分迅速， 目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優化等問題。

四、自適應控制技術在繼電保護中的應用

隨著電力電子技術、微電子技術和信息技術的發展，交流電機驅動控制技術也得到飛速的發展。現代交流傳動控制系統總的發展趨勢是智能化、模塊化、數字化和高頻化.電機控制技術進入了以現代控制理論的應用為特征的新的發展階段。自適應繼電保護的概念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。自適應繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統的各種變化， 進一步改善保護的性能。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。

五、變電所綜合自動化技術

綜合自動化系統打破了傳統二次系統各專業界限和設備劃分原則， 改變了常規保護裝置不能與調度（ 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容， 代表了變電所自動化技術發展的一種潮流。

參考文獻：

[1]吳斌，劉沛，陳德樹.繼電保護中的人工智能及其應用電力系統自動化[J].商情，1995.

[2]葛耀中.自適應繼電保護及其前景展望[J].電力系統自動化，1997，（9）.

[3]楊奇遜.變電站綜合自動化技術發展趨勢[J].電力系統自動化，1995，（10）.