繼電保護技術(shù)應用研究

崔彥麗+田雙+張東亮

【摘要】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。國內(nèi)外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為計算機化、網(wǎng)絡化， 保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化， 為電力工業(yè)的快速發(fā)展提供了更可靠、穩(wěn)定、完善的保護。

【關(guān)鍵詞】繼電 保護

研究電力系統(tǒng)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(fā)展過程中曾主要使用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)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(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。國內(nèi)外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為計算機化、網(wǎng)絡化， 保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化， 為電力工業(yè)的快速發(fā)展提供了更可靠、穩(wěn)定、完善的保護。繼電保護必將隨著各種技術(shù)的進步和發(fā)展呈現(xiàn)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(shù)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(wǎng)絡作為信息和數(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。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(shù)據(jù)通信手段。目前，多種計算機技術(shù)在繼電保護方面有諸多應用：

一、信息網(wǎng)絡技術(shù)在繼電保護中的應用

IT是信息技術(shù)的簡稱，Information Technology，指與信息相關(guān)的技術(shù)。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(shù)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(shù)這是人的神經(jīng)系統(tǒng)的延伸與拓展，承擔傳遞信息的功能；——計算機技術(shù)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(shù)來改造其他產(chǎn)業(yè)與行業(yè)，從而提高企業(yè)的效益。當代繼電保護技術(shù)的發(fā)展，正在從傳統(tǒng)的模擬式、數(shù)字式探索著進入信息技術(shù)領(lǐng)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(tǒng)模式，也就是遠方終端裝置（RTU）加上當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)， 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(guī)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(shè)備為安裝單位，將保護、控制等單元分散， 就地安裝在主設(shè)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(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用可以編制程序的存儲器，用來在執(zhí)行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入（I）和輸出（O）接口，控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破鳎≒LC）可以視為具有特殊體系結(jié)構(gòu)的工業(yè)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(tǒng)里， 要把各個分立元件用導線連接起來， 這對于實現(xiàn)復雜的邏輯關(guān)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(shù)在繼電保護中的應用

智能化技術(shù)在其應用中主要體現(xiàn)在計算機技術(shù)，精密傳感技術(shù)，GPS定位技術(shù)的綜合應用。隨著產(chǎn)品市場競爭的日趨激烈，產(chǎn)品智能化優(yōu)勢在實際操作和應用中得到非常好的運用，其主要表現(xiàn)在：大大改善操作者作業(yè)環(huán)境，減輕了工作強度；提高了作業(yè)質(zhì)量和工作效率；一些危險場合或重點施工應用得到解決；環(huán)保、節(jié)能；提高了機器的自動化程度及智能化水平；提高了設(shè)備的可靠性，降低了維護成本；故障診斷實現(xiàn)了智能化等。進入20世紀90年代以來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應用， 電力系統(tǒng)保護領(lǐng)域內(nèi)的一些研究工作也轉(zhuǎn)向人工智能的研究。人工神經(jīng)網(wǎng)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(fā)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(yōu)化等問題。

四、自適應控制技術(shù)在繼電保護中的應用

隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，交流電機驅(qū)動控制技術(shù)也得到飛速的發(fā)展?，F(xiàn)代交流傳動控制系統(tǒng)總的發(fā)展趨勢是智能化、模塊化、數(shù)字化和高頻化.電機控制技術(shù)進入了以現(xiàn)代控制理論的應用為特征的新的發(fā)展階段。自適應繼電保護的概念可定義為能根據(jù)電力系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)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(tǒng)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(tǒng)的響應、增強可靠性和提高經(jīng)濟效益等優(yōu)點。

五、變電所綜合自動化技術(shù)

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。

參考文獻：

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