电力系统继电保护发展趋势探究_钱雪峰.docx

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1、电力系统继电保护发展趋势探究 钱 雪 峰 (盐城供电公司江苏 盐城 224002) 摘要：继电保护是电力系统安全生产体系中的重要环节。继电保护系统的稳定性与其采用的设计原理，配置 和整定密切相关。回顾我国电力系统的继电保护的发展过程，可以看到继电保护技术发展是随着电力系统的发 展而发展的，继电保护整定计算的技术难度和工作量随着单利系统科技的不断进步日趋复杂。往常主要是依靠 人工并且辅以专用计算工具进行整定计算的方法。通过分析了我国电力系统的发展现状，在基于计算机化的技 术改善模式的情况下，探讨了我国电力系统保护在适应智能电网的情况下发展趋势。 关键词：电网系统继电保护发展趋势 中图分类号： T

2、M1 文献标识码 ： A 文章编号： 1007-3973 (2010) 012-018-02 1我国继电保护的发展历史 随着科学技术的发展和电力系统日益的完善，对继电保 护提出了更多的要求，再加上计算机技术和通讯技术的飞速 进步，给继电保护不断注入新的活力，因此，伴随着时代的进 步，继电保护技术日趋成熟，日益完善。在 40余年的时间里 完成了 4个发展的历史阶段。 建国后，我国逐步开展了继电保护科学、继电保护规划、 继电器制造产业和继电保护技术队伍等方面的研究， 50年代， 一支具有深厚的继电保护理论知识和丰富操作经验继电保护 技术队伍在我国成立了，凭借着相关技术科研人员的创新型 吸收、消化、

3、领悟国外先进继电保护设备的性能和运行技术。 在 60年代中我国己经建立成了继电保护研究，独立研制并生 产了第一套高压电网复杂保护，即整流型距离保护，这是电磁 式继电保护起步的关键时代，为日后继电保护技术在我国飞 速的发展奠定了扎实的基础，从 70年代末即己开始了计算机 继电保护研究，我 国慢慢开始广泛采用晶体管型保护。 80年 代末集成电路的保护己有独自完整的体系，并慢慢的取代晶 体管保护。集成电路保护时代一直到 90年代初，集成电路保 护的研宄、生产、运用此时此刻仍处于主导位。 1984年微机线 路保护通过鉴定并获得应用，此后，不同原理、不同种类的微 机保护相继研制生产，取得了引人注目的成果

4、，到 90年代，我 国继电保护技术己完全进入微机保护数字式时代。国内的电 力系统大部分用的是交流电发展至今，特点是投资少、技术要 求低，变压后可直接接入负荷。 通过回顾我国继电保护的发展历史，我国继电保护在发 展的四个阶段期间有两次技术飞跃时期，那就是继电保护系 统由模拟式向数字式转变，保护装置智能化和信息化。 2继电保护的未来趋势 继电保护一直被称作是电力系统的卫士，是任何电力系 统不可缺少的部分，保证系统安全稳定运行。随着电力技术 的发展， “ 智能电网 ” 这一名词逐渐在世界范围内成为热门话 题，是电力建设发展的目标。继电保护系统承担起了保证电 软件设计基本思路 :软件设计可分为四部分，

5、分别是预置 电压输出部分， 0.1V电压步进部分，输出电压采样显示部分以 及扩展输出波形部分。采用模块化编程，矩阵按键控制各功 能调用显示。软件流程图如图 2所示。 5结论 5.1测试结果 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 键盘输 入 (V) 0 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 9.9 输出 (V) 0.01 1.40 2.44 3.46 4.48 5.40 4.44 7.46 9.81 表 1电压输入输出对照表 由表 1可知，电路存在零漂误差，输入电压越接近参考电 压，误差越小。 5.2误差分析 DAC0832的量化误差影响， DAC0832为 8位 DA，

6、若取满 量程值为 9.9V,则量化误差为 9.9V/256=0.038671875V。 DA 基准电压的温漂影响，本系统采用 TL431为 DAC0832提 供 +5V的基准电压，虽然 TL431稳定性很好，但仍难免会有温 漂。分立组件精度的影响，系统中电阻的精度肯定会对整个 系统造成一定误差。 参考文献： 1 . C8051F020/021/022/023 Data Sheet. 2 www.maxim-. DAC0832 8-bit Microprocessor Compatible, Double-Buffered D/A Converter Data Sheet. 3 . MAXI 1

7、69 58.6ksps, 16-Bit, 2-Wire Serial ADC in a 14-Pin TSSOP Data Sheet. 网更强，减少故障对电网的冲击，可自愈和避免大面积停电的 等一系列保护措施的重任，不同的电力原件波阻抗的不一致 性及其连接处的波的透、反射特性等导致的技术故障解决起 来比较麻烦，需要专业的电力从业人员，所以在适应智能电网 的建设过程中，继电保护系统也趋于技术复杂化。 从近些年的状况看来，诸如遗传算法、神经网络、模糊逻 辑、进化规划等的人工智能技术应用于电力系统的各个领域， 在继电保护方面的研究也己经开始实行。比如神经网络，它 是一种非线型映射方法，可以灵活且正

8、确的解决那些难以列 出方程或者难以解决的复杂非线性 问题。例如，在输电线两 端的系统电势角度摆开的情况下发生渡电阻的短路就是一种 非线性问题，很难对距离保护作出正确的故障位置辨别，造成 误动或者拒动 ;用神经网络的方法，进行大量的故障样本训练， 使得样本在集中的情况下充分的考虑各种情况，使得发生任 何故障时都可正确判别。其他比如进化规划和遗传算法等也 都有独到求解复杂问题的功能。只要将这些智能方法适当的 结合运用就可以使得求解的过程简便，求解速度得到加快。由 此可见，那些各个领域中必要的用常规方法无法处理的问题 可以通过人工智能技术得以解决。 另一种发展技术是 自适应控制技术的应用，自上世纪

9、80 年代开始，根据电子系统运行方式和故障的变化状态实行实 时改变保护措施，于是，微机保护引起了科研工作者的兴趣。 这是一种新型的继电保护系统，这种自适应继电保护系统改 善了电力系统的响应功能，增加了经济效益和安全性能。但 是由于这种技术需要在计算机网络化的状态下进行，所以改 造工程中所做的工作不仅仅是对电力系统频率变化、发电机 的保护、变压器的保护有重大的影响，对系统运行信息的统计 和故障信息的分析还需要做更多的整理优化工作。 但是，我国继电保护系统也存在一些问题，最突出的就 是 保护装置原理过于复杂，使得在实际运用中，保护功能作用不 能得到凸显，在某些情况下甚至会影响了主保护的灵敏度，再

10、次就是硬件的质量需要加强，我国超高压如 500kV、 750kV线 路由于其特殊性，所需的技术含量高，可靠性要求突出，国产保 护的采用相对较少，积累的经验还比较欠缺，尤其是现在超高 压电网建设的不断加强，市场需求极大。而目前国际市场中， 出现了很多原理简单，可靠性搞得保护装置，一个装置包括了 就有自动重合闸、分相电流差动保护等功能。虽然国外的保护 装置功能强大，但是我国实际应用中很多功能并未能用上 ，不 同的场合所用的功能不同，这使得产品的很多功能不能得到完 全的应用，造成价值的浪费，另一方面，国外的操作画面多为英 文，对操作人员的要求较高，难以进行推广。所以，开发一套适 应我国电网发展的新型

11、继电保护系统是十分有必要的。 综合自动化技术就是基于在这种情况下应运而生的，变 电所综合自动化技术是综合计算机技术、网络技术和通信技 术为一体，其目的是改变变电站设备的操作监控方式，保护装 置可以看做是一台高性能的计算机，是整个继电保护系统的 智能终端，在出现故障的时候，他可以从网络数据库中获取电 力系统运行的信息和数据，每个微机保护装置配合协调完成 不同的继电保护功能，最终实现测量、数据的一体化，高压变 电站正面临着一场技术革新。继电保护和综合自动化的紧密 结合在资源共享和远程操控两个具有创新意义的技术革新上 体现出来。计算机继电保护在引入电流互感器和电压互感器 的电流时，处理输入信号的时候

12、采用部分隔离和屏蔽的措施， 将输入的电流、电压的最大值转变成计算机设备允许的最大 电压值。智能化的体现在多方面，出了常规的电力系统中自 动化功能以为，综合自动化技术还能实现自动报警、电压抗压 能力检测，故障检测、故障自我修复等功能。未来的自动化系 统将根据变电站的自动化集成晨读分成两个类型，分别是协 同性自动化系统和继承性自动化系统。综合自动化打屁了传 统常规二次系统操作复杂，检测困难，修复障碍难度搞得权限， 统一的数据数据整理系统和网络系统改变了常规保护装置不 能与调度的缺点。 智能电网的特点是电力和信息的双向流动，便于建立一 个高度自动化和广泛分布的能量交换网络。为了实时的交换 信息和设备

13、层次上近乎瞬间的供需平衡，在这个关键目标下， 继电系统的保护发展取得了一个广阔的空间，也催生了一批 新的商业模式，其技术涉猎 广泛，如再生能源、计算机网络技 术等，许多工作集中于分布式电源的并网及灵活运行的控制 策略上。未来电力系统的继电保护技术的发展将在传统电力 系统趋向智能系统的转变中迎来技术的革新。 3结束语 智能电网的建设并不是简单的事情，智能电网的发展将 影响到我国的各项经济发展，随着我国社会和经济的飞速发 展以及全国联网战略的实施，为了达到保护、测量和控制的需 要，室外变电站的所有设备的发展战略体得到一个新的高度， 改进继电保护系统的装置，以确保电力系统的安全稳定的运 行以及促使国

14、民经济长期快速的稳定增长，这是一项艰难 的 任务，同时也是我国的经济的发展一个机遇。 参考文献： 1 李青云 .电力系统继电保护技术的发展现状及趋势研究 J. 硅谷 ,2010(5). 2 顾毅华 .电力系统继电保护技术的发展和前景 J.硅谷 ,2009 (9). 3 吴斌 .刘沛 .继电保护中的人工智能及其应用 J.电力系统自 动化， 2005 (3). 4 王晓蓉 .电力系统继电保护发展历程和前景展望 J.科技研 究 ,2008(1). 5 马顺绪 .浅谈电力系统继电保护技术的发展趋势 J.科技经 济市场 ,2010(6). 6 景胜 .我国危机保护的现状与发展 J.继电器 ,2007(8).