2022年电力系统继电保护技术的发展历程和前景展望.docx

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1、精品学习资源摘要： 回忆了电力系统继电爱护技术的进展过程，对我国继电爱护技术的现状进行了分析和争论，概述了微机继电爱护技术的成就，指出其与传统的继电爱护相比所具有的优点；展望了将来继电爱护技术的进展方向和前景；关键词： 继电爱护运行现状进展前景1、我国电力系统继电爱护技术的进呈现状继电爱护技术是随着电力系统的进展而进展的，它与电力系统对运行牢靠性要求的不断提高亲密相关；熔断器就是最初显现的简洁过电流爱护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备；由于电力系统的进展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大，发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已不

2、能满意挑选性和快速性的要求，于是显现了作用于特地的断流装置的过电流继电器；本世纪初随着电力系统的进展，继电器才开头广泛应用于电力系统的爱护；这个时期可认为是继电爱护技术进展的开端；自本世纪初第一代机电型感应式过流继电器（1901 年）在电力系统应用以来，继电爱护已经经受了一个世纪的进展；在最初的二十多年里，各种新的继电爱护原理相继显现，如差动爱护（ 1908 年）、电流方向爱护（ 1910 年）、距离爱护（1923 年）、高频爱护（1927 年），这些爱护原理都是通过测量故障发生后的稳态工频量来检测故障的；尽管以后的争论工作不断进展和完善了电力系统的爱护，但是这些爱护的基本原理并没有变，至今仍

3、旧在电力系统继电爱护领域中起主导作用；继电爱护装置是保证电力系统安全运行的重要设备；满意电力系统安全运行的要求是继电爱护进展的基本动力；快速性、灵敏性、挑选性和牢靠性是对继电爱护的四项基本要求；为达到这个目标，继电爱护专业技术人员借助各种先进科学 技术手段作出不懈的努力；经过近百年的进展，在继电爱护原理完善的同时，构成继电爱护装置的元件、材料等也发生了庞大的变革；继电爱护装置经受了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的进展阶段；50 岁月，我国工程技术人员制造性地吸取、消化、把握了国外先进的继电爱护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电爱护理论造诣和丰富运行体会的继电爱护

4、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；阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业；因而60 岁月是我国机电式继电爱护富强的时代，为我国继电爱护技术的进展奠定了坚实基础；自 50 岁月末，晶体管继电爱护已在开头争论；60 岁月中到 80 岁月中是晶体管继电爱护蓬勃进展和广泛采纳的时代；在此期间，从70 岁月中，基于集成运算放大器的集成电路爱护已开头争论；到80 岁月末集成电路爱护已形成完整系列，逐步取代晶体管爱护；到90 岁月初集成电路爱护的研制、生产、应用仍处于主导位置，这是集成电路爱护时代；国内微机爱护的争论开头于70 岁月末期，起步

5、较晚，但进展很快；1984 年我国第一套微机距离爱护样机在试运行后通过鉴定并批量生产，以后每年都有新产品问世；1990 年欢迎下载精品学习资源其次代微机线路爱护装置正式投入运行；目前，高压线路、低压网络 、各种主电气设备都有相应的微机爱护装置在系统中运行，特殊是线路爱护已形成系列产品，并得到广泛应用；我国在 2000 年 220kV 及以上系统的微机爱护率为43.99，线路微机爱护占86，到2003 年底， 220kV 以上系统的微机爱护已占到70.29，线路的微机化率达到97.6；实际运行中，微机爱护的正确动作率要明显高于其他爱护，一般比平均正常动作率高0.20.3 个百分点；国产微机爱护经

6、过多年的实际运行，依靠先进的原理和技术及良好的工艺已 全面超越进口爱护；从80 岁月 220KV 及以上电压等级的电力系统全部采纳进口爱护，到现在 220KV 系统继电爱护基本国产化，反映了继电爱护技术在我国的长足进展和国产继电爱护设备的明显优势；微机继电爱护技术的成熟与进展是近三十年来继电爱护领域最显著的进展；经过长期的争论和实践，现在人们已普遍认可了微机爱护在电网中无可替代的优势；微机爱护具有自检功能，有强大的规律处理才能、数值运算 才能和记忆才能，并且具备很强的数字通信才能，这一切都是电磁继电器、晶体管继电器所难以匹敌的；运算机技术的进步，更高性能、更高精度的数字外围器件的采纳，始终是微

7、机继电爱护不断进展的强大动力；2、微机继电爱护的主要特点微机爱护充分利用了运算机技术上的两个显著优势：高速的运算才能和完备的存贮记忆才能，以及采纳大规模集成电路和成熟的数据采集，A/D 模数变换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、牢靠性方面均优于以往传统的常规爱护，而显示了强大生命力，与传统的继电爱护相比，微机爱护有很多优点，其主要特点如下：1） 改善和提高继电爱护的动作特点和性能，正确动作率高；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重量爱护；可引进自动掌握、新的数学理论和技术，如自适应、状态猜测、模糊掌握及人工神经网络等，其运行正确率很 高，已在运行实

8、践中得到证明；2） 可以便利地扩充其他帮助功能；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；表达在硬件比较通用，制造简洁统一标准；装置体积小，削减了盘位数量；功耗低；4） 牢靠性简洁提高；表达在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检才能强，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） 使用敏捷便利，人机界面越来越友好；其爱护调试也更便利，从而缩短修理时间； 同时依据运行体会，在现场可通过软件方法转变特性、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，

9、与变电所微机监控系统的通信联络使微机爱护具有远方监控特性；欢迎下载精品学习资源3、将来继电爱护技术的进展前景微机爱护经过近 20 年的应用、争论和进展，已经在电力系统中取得了庞大的胜利，并积存了丰富的运行体会，产生了显著的经济效益，大大提高了电力系统运行治理水平；近年来，随着运算机技术的飞速进展以及运算机在电力系统继电爱护领域中的普遍应用，新的掌握原理和方法被不断应用于运算机继电爱护中，以期取得更好的成效，从而使微机继电爱护的争论向更高的层次进展，其将来趋势向运算机化，网络化，智能化，爱护、控 制、测量和数据通信一体化进展；3.1 微运算机硬件的更新和网络化进展在运算机领域，进展速度最快的当属

10、运算机硬件，依据闻名的摩尔定律，芯片上的集成度每隔18 24 个月翻一番；其结果是不仅运算机硬件的性能成倍增加，价格也在快速降低；微处理机的进展主要表达在单片化及相关功能的极大增强，片内硬件资源得到很大扩充，单片机与DSP 芯片二者技术上的融合，运算才能的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的显现及应用等方面；这些进展使硬件设计更加便利，高性价比使冗余设计成为可能，为实现敏捷化、高牢靠性和模块化的通用软硬件平台制造了条件；硬件技术的不断更新，使微机爱护对技术升级的开放性有了迫切要求；网络特殊是现场总线的进展及其在实时掌握系统中的胜利应用充分说明，网络是模块化分布式系统中相互联系和通信的抱负方式；如基

11、于网络技术的集中式微机爱护，大量的传统导线将被光纤取代，传统的繁琐调试爱护工作将转变为检查网络通信是否正常，这是继电爱护进展的必定趋势；微机爱护设计网络化，将为继电爱护的设计和进展带来一种全新的理念和创 新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的牢靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能；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畴（这是首要任务），仍要保证全系统的安全稳固运行；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和谐动作，实现微机爱护装置的网络化；这样，继电爱护装置能够得到的系统故障信息愈多，对故障性质、故障位置的

12、判定和故障距离的检测愈精确，大大提高爱护性能和牢靠性；3.2 智能化进入 20 世纪 90 岁月以来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊规律等在电力系统各个领域都得到了应用，电力系统爱护领域内的一些争论工作也转向人工智能的争论；专家系统、人工神经网络（ANN ）和模糊掌握理论逐步应用于电力系统继电爱护中，为继电爱护的进展注入了活力；人工神经网络（ ANN ）具有分布式储备信息、并行处理、自组织、自学习等特点，其应用争论进展非常快速，目前主要集中在人工智能、信息处理、自动掌握和非线性优化等问题；近年来，电力系统继电爱护领域内显现了用人工神经网络（ ANN ）来实现故障类型的判别、故

13、障距离的测定、方向爱护、主设备爱护等；例如在输电线两侧系统电势角度摆开情形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情形，就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特殊的求解复杂问题的才能；将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更欢迎下载精品学习资源快；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；3.3 自适应掌握技术在继电爱护中的应用自适应继电爱护的概念始于20 世纪 80 岁月， 它可定义为能依据电力系统运

14、行方式和故障状态的变化而实时转变爱护性能、特性或定值的新型继电爱护；自适应继电爱护的基本思想是使爱护能尽可能地适应电力系统的各种变 化，进一步改善爱护的性能；这种新型爱护原理的显现引起了人们的极大关注和爱好，是 微机爱护具有生命力和不断进展的重要内容；自适应继电爱护具有改善系统的响应、增强 牢靠性和提高 经济 效益等优点，在输电线路的距离爱护、变压器爱护、发电机爱护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景；针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过 渡电阻的影响、电力系统振荡的影响以及故障进展问题，采纳自适应掌握技术，从而提高 爱护的性能；对自适应爱护原理的争论已经过很长的时间，也取得了肯定的

15、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， 只有实现爱护的运算机网络化，才能做到这一点；3.4 变电所综合自动化技术现代 运算机技术、通信技术和网络技术为转变变电站目前监视、掌握、爱护和计量装置及系统分割的状态供应了优化组合和系统集成的技术基础；高压、超高压变电站正面临着一场技术创新；实现继电爱护和综合自动化的紧密结合，它表现在集成与资源共享、远方掌握与信息共享；以远方终端单元（RTU ）、微机爱护装置为核心，将变电所的掌握、信号、测量、计费等回路纳入运算机系统，取代传统的掌握爱护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次系统的牢靠性；综

16、合自动化技术相对于常规变电所二次系统，主要有以下特点：1） 设备、操作、监视微机化；综合自动化系统的各个子系统全部微机化，其内涵中仍包括系统的功能软件化和信号数字化的内容，完全摒弃了常规变电所中各种机电式、机械式、模拟式设备，大大提高了二次系统的牢靠性和电气性能；操作、监视完全微机化，且便利地通过人机联系系统（MMI ）对变电所实施监视和掌握；2） 通信局域网络化、光缆化；运算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍的应用；因此，系统具有较高的抗电磁干扰的才能，能够实现高速数据传输， 满意实时性要求，组态更敏捷，易于扩展，牢靠性大大提高，而且大大简化了常规变电所纷杂量大的各种电缆

17、，便利施工；3） 运行治理智能化；智能化的表现是多方面的，除了常规自动化功能以外，如自动报警、报表生成、电压无功调剂、小电流接地选线、故障录波、事故判别与处理等方面，仍具有强大的在线自诊断功能，并实时地将其送往调度（掌握）中心，即以主动模式代替了常规变电所的被动模式，这一点是与常规二次系统最显著的区分之一；竞争的电力市场将促进新的自动化技术的开发和应用，在经济效益的驱动下，变电站将向集成自动化方向进展；依据变电站自动化集成的程度，可将将来的自动化系统分为和谐型自动化和集成型自动化；和谐型自动化仍旧保留间隔内各自独立的掌握、爱护等装 置，各自采集数据并执行相应的输出功能，通过统一的通信网络与站级

18、相连，在站级建立欢迎下载精品学习资源一个统一的运算机系统，进行各个功能的和谐；而集成型自动化既在间隔级，又在站级对各个功能进行优化组合，是现代掌握技术、运算机技术和通信技术在变电站自动化系统的综合应用；所谓集成型自动化系统是将间隔的掌握、爱护、故障录波、大事记录和运行支持系统的数据处理等功能集成在一个统一的多功能数字装置内，间隔内部和间隔间以及间隔同站级间的通信用少量的光纤总线实现，取消传统的硬线连接；总体来说，综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原就，转变了常规爱护装置不能与调度（掌握）中心通信的缺陷，给变电所自动化给予了更新的含义和内容，代表了变电所自动 化技术进展的一种潮

19、流；随着科学 技术的进展，功能更全、智能化水平更高、系统更完善的超高压变电所综合自动化系统，必将在我国电网建设中不断涌现，把电网的安全、稳固 和经济运行提高到一个新的水平；4、终止语我国电力系统继电爱护技术的进展经受了4 个阶段；随着电力系统的高速进展和运算机技术、通信技术的进步，继电爱护技术面临着进一步进展的趋势；其进展将显现原理突破和应用革命，由数字时代跨入信息化时代，进展到一个新的水平；这对继电爱护工作者提出了艰难的任务，也开创了活动的宽阔天地；参考文献1、杨奇逊，微型机继电爱护基础，北京：水利电力出版社，1988.2、吴斌，刘沛，陈德树，继电爱护中的人工智能及其应用，电力系统自动化，1995（4）；3、张宇辉，电力系统微型运算机继电爱护，北京：中国 电力出版社， 2000.4、葛耀中，新型继电爱护与故障测距原理与技术，西安：西安交通 高校出版社， 1996.5、葛耀中，自适应继电爱护及其前景展望，电力系统自动化，1997， 21（ 9）： 4246.6、杨奇逊，变电站综合自动化技术进展趋势，电力系统自动化，1995 ，19（ 10）：7 9.7、王梅义，高压电网继电爱护运行技术，北京：电力工业 出版社， 1981.欢迎下载