电力系统继电保护技术的现状与发展趋势.docx

电力系统继电保护技术的现状与发展趋势 【摘 要】本文回顾了我国电力系统继电爱护技术发展的过程，概述了微机继电爱护技术的成就，提出了将来继电爱护技术发展的趋势是：计算机化，网络化，爱护、限制、测量、数据通信一体化和智能化。 【关键词】继电爱护；微机化；智能化；发展趋势 一、继电爱护技术发呈现状 电力系统的飞速发展对继电爱护技术不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电爱护技术的发展不断地注入了新的活力，我国的继电爱护技术在60余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。 建国后，我国继电爱护学科、继电爱护设计、继电器制造工业和继电爱护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年头，我国工程技术人员创建性的汲取、消化，驾驭了国外先进的继电爱护性能和运行技术，建成了一只具有深厚继电爱护理论造诣和丰富运行阅历的继电爱护技术队伍，对全国继电爱护技术队伍的建立和成长起了指导作用。在60年头中期我国已建成了继电爱护探讨、设计、制造、运行和教学的完整体系，这是机电式继电爱护旺盛的年头，为我国继电爱护技术的发展奠定了坚实基础。 自50年头末，晶体管继电爱护技术已起先探讨，60年头中期到80年头中期是晶体管继电爱护技术蓬勃发展和广泛应用的时代。尤其是天津高校与南京电力自动化设备厂合作探讨的50KV晶体管方向高频闭锁距离爱护，运行于葛洲坝500KV线路上，结束了500KV线路爱护完全依靠从外国进口的历史。 我国从73年头末期即已起先了计算机继电爱护技术的探讨。华中理工高校、西安交通高校、天津高校、华北电力学院以及南京电力自动化探讨院等都起先相继研制了不同原理、不同型式的微机爱护装置。11014年原华北电力学院研制的输电线路微机爱护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电爱护发展史上新的一页，为微机爱护技术的推广开拓了道路。在主设备爱护方面，东南高校和华中理工高校研制的发电机失磁爱护、发电机爱护和发电机变压器组爱护也相继于11019年、11014年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化探讨院研制的微机线路爱护装置也于11011年通过鉴定。天津高校与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频爱护、西安交通高校与许昌继电器厂合作研制的正序故障重量方向高频爱护也相继于11013年和11016年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备爱护各具特色，为电力系统供应了一批新一代性能优良、功能齐全、工作牢靠的继电爱护装置。 随着微机爱护装置的探讨，在微机爱护软件、算法等方面也取得了许多理论成果。可以说，从90年头起先我国继电爱护技术已进入了微机爱护的时代。 二、继电爱护的将来发展 继电爱护技术将来发展趋势是向计算机化，网络化，智能化，爱护、限制、测量和数据通信一体化发展。 计算机化 随着计算机硬件的迅猛发展，微机爱护硬件也在不断地发展。原华北电力学院研制的微机线路爱护硬件从8位单CPU结构的微机爱护起先，不到五年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。华中理工高校研制的微机爱护也是从8位CPU起先，发展到工控机核心部分为基础的32位微机爱护。 11018年，天津高校已起先研制以32位数字信号处理器为基础的爱护、限制、测量一体化微机装置。因为32位微机芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的，具有存储管理功能、存储器爱护功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。 电力系统对微机爱护的要求除了爱护的基本功能外，还要求具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信实力，与其它爱护、限制装置和调动联网共享全系统数据、信息和网络资源的实力。在计算机爱护发展的早期，曾试想过用一台小型计算机作为继电爱护装置，但由于当时小型机体积大、成本高、牢靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机爱护装置大小相像的工控机的功能、速度和存储容量都大大超过了当年的小型机，用成套工控机作为继电爱护的时机已经成熟，这将是微机爱护发展方向之一。 继电爱护装置的微机化是不行逆转的发展趋势。但对如何更好地满意电力系统要求，如何进一步提高继电爱护的牢靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚需进一步详细深化的探讨。 网络化 计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本改变。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域供应了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动爱护和纵联爱护外，继电爱护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统爱护的概念，这在当时主要指平安自动装置。因为继电爱护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的平安稳定运行。这就要求每个爱护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，每个爱护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的平安稳定运行。明显，实现这种系统爱护的基本条件是将全系统各主要设备的爱护装置用计算机网络连接起来，亦即实现微机爱护装置的网络化。 对于一般的非系统爱护，实现爱护装置的计算机联网也有很大的好处。继电爱护装置能够得到的系统故障信息越多，对故障性质、故障位置的推断和故障距离的检测越精确。对自适应爱护原理的探讨已经取得了肯定的成果，但要真正实现爱护对系统运行方式和故障状态的自适应，必需获得更多的系统运行和故障信息，只有实现爱护的计算机网络化，才能做到这一点。 由上述可知，微机爱护装置网络化可大大提高爱护性能和牢靠性，这是微机爱护发展的必定趋势。 爱护、限制、测量、数据通信一体化 在实现继电爱护的计算机化和网络化的条件下，爱护装置事实上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获得电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它获得的被爱护元件的任何信息和数据传送给网络限制中心或任一终端。因此，每个微机爱护装置不但可完成继电爱护功能，而且在无故障正常运行状况下还可完成测量、限制、数据通信功能，亦即实现爱护、限制、测量、数据通信一体化。 智能化 近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电爱护领域应用的探讨也已起先。例如在输电线两侧系统电势角度摆开状况下发生经过渡电阻的短路，距离爱护很难正确推断故障位置，从而造成误动或拒动。而假如用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种状况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解困难问题的实力。可以预见，人工智能技术在继电爱护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。 三、结束语 建国以来，我国电力系统继电爱护技术经验了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电爱护技术面临着进一步发展的趋势，这又对国内外继电爱护技术发展的探讨提出了新的要求。 参考文献： 1He Jiali,Luo Shanshan, Wang Gang.Implementation of a Digital Distributed Bus Protection.IEEE Transactions on Power Delivery,19101,12(4). 2杨奇逊.微型机继电爱护基础M.北京:水利电力出版社,11018. 3段玉清,贺家李.基于人工神经网络化的微机变压器爱护J.中国电机工程学报,19101. 作者简介：安东，男，陕西绥德人，西安外事学院讲师。 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页