浅谈信息技术在变电站继电保护中的应用.docx

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1、浅谈信息技术在变电站继电保护中的应用 摘要：随着科学技术的不断发展，计算机已渗透到了世界每个角落。电力系统也不行避开地进入了微机限制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。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、数据通信一体化和人工智能化。 关键词：变电站 继电爱护 信息技术 变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、变更或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。变电站是电力系统中具有变换电压、接受和安排电能、限制电力的流向和调整电压等职能的基本单元，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站主要分为：升压

2、变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇合电流的母线，计量和限制用互感器、仪表、继电爱护装置和防雷爱护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。变电站继电爱护装置是平安装置，当被爱护元件发生故障时，自动、快速、有选择地将故障部分从电力系统切除，以保证其余部分复原正常运行，并使故障元件免于接着受损害。因此，提高变电站继电爱护技术和管理是我国电力建设高速发展的重要组成部分之一，也是平安用电的基本保障。随着科学技术的不断发展，计算机已渗透到了世界每个角落。电力

3、系统也不行避开地进入了微机限制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。本文就信息技术在变电站继电爱护中的应用作一些初步的探讨。 一、继电爱护发展及现状 我国电力系统的发展对继电爱护不断提出新的要求，继电爱护随着电子技术、计算机技术与通信技术的发展在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。 第一阶段是建国后至60年头中的机电式继电爱护时代。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地汲取、消化、驾驭了国外先进的继电爱护设备性能和运行技术

4、，建成了一支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。建成了继电爱护探讨、设计、制造、运行和教学的完整体系。为我国继电爱护技术的发展奠定了坚实基础。 其次阶段是晶体管继电爱护时代。60年头中到80年头中，我国晶体管继电爱护取代机电式继电爱护得到蓬勃发展和广泛采纳。其中天津高校与南京电力自动化设备厂合作探讨的500kv晶体管方向高频爱护和南京电力自动化探讨院研制的晶体管高频闭锁距离爱护，运行于葛洲坝500kv线路上，结束了500kv线路爱护完全依靠从国外进口的时代。 第三阶段是集成电路继电爱护时代。从73年头中，基于集成运算放大器的

5、集成电路爱护已起先探讨。到80年头末集成电路爱护已形成完整系列，渐渐取代晶体管爱护。到90年头初集成电路爱护的研制、生产、应用仍处于主导地位。其中南京电力自动化探讨院研制的集成电路工频改变量方向高频爱护起了重要作用。 第四阶段是计算机继电爱护时代。我国从73年头末即已起先了计算机继电爱护的探讨，高等院校和科研院所起着先导的作用。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，为微机爱护的推广开拓了道路。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、变电站微机继电爱护的优点 随着信息技术的广泛应用，我国

6、变电站继电爱护已逐步进入微机时代。从已用状况来看，继电微机爱护具有如下优点： 1.改善和提高了继电爱护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现在能得到常规爱护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分析爱护；可引进自动限制、新的数学理论和技术如自适应、状态预料、模糊限制及人工神经网络等，其运行正确率很高也已在运行实践中得到证明。 2.可以便利地扩充其他协助功能如故障录波、波形分析等；可以便利地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3.工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造简单统一标准；装置体积小，削减了盘位数量；功耗低。 4.牢靠性简单提高。体现在数字元件的特性不易受

7、温度改变、电源波动、运用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检实力强，可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 5.运用敏捷便利，人机界面越来越友好。其维护调试也更便利，从而缩短修理时间；同时依据运行阅历，在现场可通过软件方法变更特性、结构。 6.可以进行远方监控。微机爱护装置具有串行通信功能，与变电站微机监控系统的通信联络使微机爱护具有远方监控特性。此优点为无人变电站的正常运转供应了牢靠保障。 三、变电站继电爱护的计算机化和网络化 随着微机爱护装置的应用普及，继电爱护二次系统的自动化水平得到不断提高。很多由人工处理的模拟信息转化为大量的数字信息，而技术管理人员也有很多用

8、计算机实现的资料和试验记录文档。信息的数字化使得我们可以将不同的数据源有机地结合起来，形成一个专业化的计算机应用系统。通过综合分析数据，对设备实际运行状况加强了解，歼灭故障隐患，进一步保障系统平安运行。如由变电站继电爱护技术人员完成的二次设备事故分析、缺陷记录分析、各爱护装置运行状况分析等，可以通过计算机系统给其他部门共享查询。 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，全部继电爱护装置都只能反应爱护安装处的电气量。继电爱护的作用也只

9、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(这是首要任务)，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，各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联接起来，亦即实现微机爱护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。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

10、能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的推断和故障距离的检测愈精确。对自适应爱护原理的探讨已经过很长的时间，也取得了肯定的成果，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。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。 四、变电站继电爱护的爱护、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，也可将它所获得的被爱护

11、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。 目前，为了测量、爱护和限制的须要，室外变电站的全部设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必需用限制电缆引到主控室。所敷设的大量限制电缆不但要大量投资，而且使二次回路特别困难。但是假如将上述的爱护、限制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被爱护设备旁，将被爱护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的限制电缆。假如用光纤作为网络的传输

12、介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器和光电压互感器已探讨胜利并在电力系统中得到应用。在采纳光互感器的状况下，爱护装置应放在距光互感器最近的地方，亦即应放在被爱护设备旁边。光互感器的光信号输入到此一体扮装置中并转换成电信号后，一方面用作爱护的计算推断；另一方面作为测量量，通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被爱护设备的操作限制吩咐送到此一体扮装置，由此一体扮装置执行断路器的操作。 五、变电站继电爱护的智能化 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。神经网络是一种非线性映射的方法，许多难以列出方程式或

13、难以求解的困难的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。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就是一非线性问题，距离爱护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；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。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。 总之，随着电力系统的高速发展和信息技术、通信技术的进步，变电站继电爱护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电爱护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，爱护、限制、测量、数据通信一体化和人工智能化，这对继电爱护工作者提出了艰难的任务，也开拓了活动的广袤天地。 参考文献： 1贺家李电力系统继电爱护技术的现状与发展中国电力，11019，32：3840 2曾庆禹变电站自动化技术的将来发展电力系统自动化，2000，24：14 3周广全变电站继电爱护系统中信息管理技术的应用中国集体经济 2022年12期 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页