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

繼電保護(hù) 運(yùn)行現(xiàn)狀 發(fā)展前景

1 繼電保護(hù)前期發(fā)展?fàn)顩r

繼電保護(hù)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(duì)運(yùn)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(jiǎn)單過(guò)電流保護(hù)，時(shí)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(jī)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(guò)電流繼電器。

繼電保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要設(shè)備。滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的要求是繼電保護(hù)發(fā)展的基本動(dòng)力?？焖傩?、靈敏性、選擇性和可靠性是對(duì)繼電保護(hù)的四項(xiàng)基本要求。50年代，我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。自50年代末，晶體管繼電保護(hù)已在開(kāi)始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。在此期間，從70年代中，基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開(kāi)始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)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(hù)時(shí)代。

2 微機(jī)繼電保護(hù)的主要特點(diǎn)

微機(jī)保護(hù)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)上的兩個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：高速的運(yùn)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(dòng)性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護(hù)，而顯示了強(qiáng)大生命力，與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)有許多優(yōu)點(diǎn)，其主要特點(diǎn)

（1）改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能，正確動(dòng)作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護(hù)不易獲得的特性；其很強(qiáng)的記憶力能更好地實(shí)現(xiàn)故障分量保護(hù)；可引進(jìn)自動(dòng)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(cè)、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其運(yùn)行正確率很高，已在運(yùn)行實(shí)踐中得到證明。（2）可以方便地?cái)U(kuò)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(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)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(biāo)準(zhǔn)；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(dòng)、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(qiáng)，可用軟件方法檢測(cè)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(jī)界面越來(lái)越友好。其維護(hù)調(diào)試也更方便，從而縮短維修時(shí)間；同時(shí)依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。（6）可以進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機(jī)保護(hù)裝置具有串行通信功能，與變電所微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機(jī)保護(hù)具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。

3 未來(lái)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展前景

微機(jī)保護(hù)經(jīng)過(guò)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，大大提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)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(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中，以期取得更好的效果，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展，其未來(lái)趨勢(shì)向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)將促進(jìn)新的自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)動(dòng)下，變電站將向集成自動(dòng)化方向發(fā)展。根據(jù)變電站自動(dòng)化集成的程度，可將未來(lái)的自動(dòng)化系統(tǒng)分為協(xié)調(diào)型自動(dòng)化和集成型自動(dòng)化。協(xié)調(diào)型自動(dòng)化仍然保留間隔內(nèi)各自獨(dú)立的控制、保護(hù)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(guò)統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)與站級(jí)相連，在站級(jí)建立一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行各個(gè)功能的協(xié)調(diào)。而集成型自動(dòng)化既在間隔級(jí)，又在站級(jí)對(duì)各個(gè)功能進(jìn)行優(yōu)化組合，是現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。所謂集成型自動(dòng)化系統(tǒng)是將間隔的控制、保護(hù)、故障錄波、事件記錄和運(yùn)行支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等功能集成在一個(gè)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(jí)間的通信用少量的光纖總線實(shí)現(xiàn)，取消傳統(tǒng)的硬線連接?？傮w來(lái)說(shuō)，綜合自動(dòng)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(hù)裝置不能與調(diào)度（控制）中心通信的缺陷，給變電所自動(dòng)化賦予了更新的含義和內(nèi)容，代表了變電所自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)，必將在我國(guó)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(jì)運(yùn)行提高到一個(gè)新的水平。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應(yīng)用革命，由數(shù)字時(shí)代跨入信息化時(shí)代，發(fā)展到一個(gè)新的水平。這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開(kāi)辟了活動(dòng)的廣闊天地。

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

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

［3］張宇輝.電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù).北京：中國(guó)電力出版社，2000.

［4］葛耀中.新型繼電保護(hù)與故障測(cè)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(hù)及其前景展望.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1997.

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