电力系统继电保护技术若干问题探讨

王迎春

摘 要：随着时代的发展和我国社会及经济的不断发展，不但我国的通信技术和计算机技术有了很大的进步，我国的电力系统相对而言也有了非常高速的发展，这就意味着我国的继电保护技术的发展即将有着原理上的突破以及其应用上的革命，意味着其将会由数字时代跨入信息化时代。该文通过对我国的电力系统继电保护技术所发展的四个阶段做出了回顾性分析，对微机继电保护技术的成就也做出了相应的概述，从而提出了继电保护的新课题，即：计算机化，网络化，保护、控制和测量以及数据通信一体化还有人工智能化等国内外继电保护技术发展所面临的趋势。

关键词：电力系统 分析 趋势 技术 继电保护

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0024-02

1 我国继电保护的光辉历史

继电保护技术与电力系统对运行可靠性要求的提高息息相关，所以电力系统的不断发展也带动着继电保护技术随之不断地发展着。在我国建国初期，百废待兴，继电器制造工业队伍和继电保护设计队伍以及继电保护学科队伍还有继电保护技术队伍都相继在我国出现了，并且与时俱进，逐渐迈向成熟和完善的道路。在20世纪50年代的时候，由于我国专业技术人员学习和掌握并且正确的利用别国的先进的技术和设备，一支具有丰富的继电保护运行经验和继电保护理论成就并且对整个中国的继电保护技术队伍的建立与成长起到了很重要的指导作用的继电保护技术队伍在我国建成了，这无疑是一个新的突破，也正是因为这样，不久后我国也建立起了属于我们国家自己的继电器制造业。到了20世纪60年代便成了机电式继电保护的繁荣时代，这是因为在20世纪60年代中期的时候，我们国家就已经建成了继电保护研究、设计和制造以及运行还有教学的一个完整的体系，也正是由于这个原因，我国的继电保护技术的发展有了一个坚实的基础。我国的微机保护的研究的起步比较晚，其起步主要在20世纪70年代的末期，但是尽管如此，其发展的速度和状况还是相当可观的。在1984年的时候，我国就已经生产出了我国有史以来第一套微机距离保护样机，不但如此还通过试运行之后通过了鉴定并且批量生产，此后，我国每年都会有新产品相机被生产；到了1990年的时候，第二代微机线路保护装置就已经正式投入了运行。20世纪90年代初是集成电路的继电保护的时代，集成电路继电保护的研制和生产以及调试还有应用等都渐渐走向了主导地位，并且取代了晶体管继电保护，其中南京电力自动化研究所研制的集成电路工频变化量方向高频保护最具有代表性意义。更高精度和更高性能的数字外围器件的采用和计算机技术的进步是微机继电保护的发展动力。

2 我国继电保护的现状

近30年来，能够标志着继电保护领域的最显著的进展则莫过于微机继电保护技术的飞速发展与逐渐成熟。现如今，电力系统己经发展为一种现代化系统，并且这种现代化系统具有跨区联网和跨国联网以及高度自动化运行的特点。对于微机线路和主设备保护，无论是其原理不同还是其机型不同，都有着其各自的特色，正是由于这个原因，电力系统才会有了一种不仅仅只是性能很好，并且功能也非常齐全的、工作也非常可靠的新一代继电保护装置。目前为止，我国的全国性联网已经渐渐实现了，但是大电网互联也会从很大程度上影响着电力系统的运行，如：发生大电网瓦解事故。所以，为了能够保证互联电力系统能够安全并且稳定的运行，寻求更为有效的电网保护及控制措施至关重要。由于电源原动机特性和电源分布的不同会影响电力系统的性能，所以，为了能够有效地避免发生电力系统事故，则要求我们对其所相应的系统控制策略进行进一步的分析与研究，不仅如此，还要开发新的继电保护与控制装置，由此来使其系统运行特性得到改善。

3 展望继电保护的未来

向网络化、微机化、智能化，保护、控制、测量、计量、数据通讯一体和人机智能化方向发展是继电保护技术未来所不可避免的发展趋势。

3.1 网络化

作为通讯和信息以及数据的工具的计算机网络，现如今以顺应时代发展的潮流成为了信息时代核心的技术。计算机网络不仅仅为各个工业领域提供了强有力的通讯手段，而且还对各个工业领域产生着极为深刻的影响。目前，由于缺乏强有力的数据上传和数据处理以及数据通讯的联网手段，继电保护的作用仅仅是局限于准确并快速的切除故障元件，并且将事故范围尽量的缩小。将全系统各主要设备的保护装置实现网络化是为了实现更好地系统保护的基本条件，由主站对串联在一起的每一点保护装置进行统一的协调与管理，既而以此来实现微机保护装置的网络化。微机保护装置的网络化，不仅仅可以在最短的时间内发出指令给相应的保护装置，缩小故障的范围并快速切除故障，而且还可以在最短的时间内最准确的判断出故障的位置和故障参数的检测性质以及发生故障的原因等等，从而使整个系统可靠性和安全性得以提高。由此可见，实现微机保护装置的网络化无疑是电力系统发展的必然趋势。

3.2 微机化

微机保护硬件随着时代和经济以及计算机硬件的飞速发展而发展。当前，由于电力系统对微机保护要求不断提高，不仅仅要保护基本功能，而且还应当要具备大容量故障信息与数据的长期存放的空间。正是由于这样，则对微机保护装置的功能有了一定的要求。在计算机保护发展的初期，专家们就渴望能够利用一台小型的计算机做成继电保护装置，但没能实现，这主要是因为当时的小型机不但成本高，而且还面临着体积大和可靠性差的难题。电气自动化发展的必然方向是用微机保护装置替代继电保护。如今，这种微机保护装置的发展非常快，其不但吸收国外先进技术，而且，与此同时，还向广大电力用户推出主要适用于各变电所的变压器和发电厂以及线路还有电动机等的保护和测控的集保护、计量和测量以及控制还有通讯于一体的高性能的微机综合保护装置。其所具有的优点有：采用先进的高性能处理器作为主CPU.在软件设计上，从而使保护装置的可靠性在很大程度上得到了保证，RAM容量大，装置采用全密封结构，对抗干扰组件进行精心的设计，从而提高了其抗震和抗电磁的干扰能力；强大的装置功能和优越的性能以及性价比高，使用安全可靠的现场控制总线技术，在通讯层共享各装置的信息，从而从很大程度上节省了维护工作量和电缆，并且减少了造价，装置采用全汉化液晶显示，从而使调试和运行以及维护更加方便。由此可见，继电保护装置的徽机化已成必然趋势。endprint

3.3 智能化

近些年来，模糊逻辑和进化规划以及神经网络还有遗传算法等人工智能技术已经应用于电力系统的各个领域，除此之外，人工智能技术在继电保护领域应用的研究也正在开始着。有很多非线性问题列方程或求解比较困难，但若利用作为非线性映射的一种方法即：神经网络就可以快速并准确的解决。比如在输电线两侧系统电势角度摆开的情况时发生经过渡电阻的短路，距离保护做出故障位置的判别非常困难，并且很可能会造成拒动或误动；但是如果采用神经网络方法的话，只要保证样本集中充分考虑了各种各样的情况，经过大量故障样本的训练，无论是发生任何故障，都可以一一做出准确无误的判别。至于进化规划和遗传算法等也都有着其自身独特的求解复杂问题的能力，但如若适当地结合人工智能的方法则可以达到求解速度更快的效果。电力系统保护领域内的一些研究工作自进入20世纪90年代以来就已经转向人工智能的研究了，电力系统继电保护中逐渐结合模糊控制理论和人工神经网络以及专家系统，从而为继电保护的发展注入了新的活力。

3.4 保护、控制、测量、计量、通讯一体化

变电所综合自动化技术和通信技术以及现代计算机技术还有网络技术为改变变电站目前控制、监视和保护以及系统分割的状态还有计量装置提供了的技术基础。所以，每个微机保护装置除了能够完成继电保护功能以外，与此同时，还可以完成测量和计量以及控制还有数据传送，从而实现集中控制和管理，并且在实现集中控制和管理的同时还可以保护装置的任何信息和数据并传送给控制总站。

4 结语

随着科学技术和通信技术以及电力系统的飞快的发展，继电保护系统的发展也即会面临着应用上的革命和原理上的突破，其将会有一个跨越式的发展，即：由数字化时代到信息化时代。继电保护技术要求更加可靠和更加完善的保护体系。综合自动化系统并不仅仅是使传统二次系统各专业界限和设备划分原则得到打破这么简单，除此之外，它还在一定程度上改变了常规保护装置不能与调度中心通信的一些缺陷，从而赋予了变电所自动化更新的内容与含义，并且是变电所自动化技术发展成为一种潮流的体现。由此看来，随着社会和经济技术的发展，电力系统规模不断扩大，电力系统等级不断提高，网络结构和运行方式日趋复杂，继电保护至今仍然面临着新的挑战。

参考文献

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