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序論：在您撰寫繼電保護技術論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術隊伍從無到有。在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。上世紀50年代，我國工程技術人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍。對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國己建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發(fā)展奠定了堅實基礎。
2、電力系統(tǒng)中繼電保護的配置與應用
2.1繼電保護裝置的任務
繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于：在供電系統(tǒng)運行正常時，安全地。完整地監(jiān)視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行；當供電系統(tǒng)中出現異常運行工作狀況時，它應能及時準確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。
2.2繼電保護裝置的基本要求
1）選擇性：當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。
2）靈敏性：保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時，又不應該產生錯誤動作。
3）速動性：是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定眭。
4）可靠性：保護裝置如能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，必須確保保護裝置的設計原理、整定訓算、安裝調試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統(tǒng)簡化有效，以提高保護的可靠性。
2.3保護裝置的應用
繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng)、變電站等，用于高壓供電系統(tǒng)線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護裝置的應用，對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應裝設過電流保護，對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括：
①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。
②母聯保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。
③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。
④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。
隨著繼電保護技術的飛速發(fā)展，微機保護的裝置逐漸投入使用，由于生產廠家的不同、開發(fā)時間的先后，微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達到的目的基本一致。
3、繼電保護裝置的維護
值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中，發(fā)現異?，F象時，應加強監(jiān)視并向主管部門報告。建立崗位責任制，做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關及卸裝熔絲等工作，工作過程中應嚴格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定。
做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行，防止誤碰運行設備，注意與帶電設備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。定期對繼電保護裝置檢修及沒備查評：
①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；
②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；
③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；
④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；
⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；
⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；
⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。
根據每年對繼電保護裝置的定期查評，按情節(jié)將設備分為三類：經過運行檢驗，技術狀況良好無缺陷，能保證安全、經濟運行的設備為一類設備；設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運行，不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備，危及安全運行，出力降低，“三漏”情況嚴重的設備為三類。如發(fā)現繼電保護有缺陷必須及時處理，嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。
隨著電力系統(tǒng)的告訴發(fā)展和計算機通信技術的進步，繼電保護技術的發(fā)展向計算機化、網絡化、—體化、智能化方向發(fā)展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰(zhàn)。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發(fā)現故障并做好處理，保證系統(tǒng)無故障設備正常運行，提高供電可靠性。
參考文獻：
[1]王翠平．繼電保護裝置的維護及試驗[J]．科苑論壇．
[2]嚴興疇．繼電保護技術極其應用[J].科技資訊，2007．
論文摘要：通過對我國電力系統(tǒng)繼電保護技術發(fā)展現狀的分析，探討繼電保護的任務和基本要求。從分析當前繼電保護裝置的廣泛應用，提出保護裝置維護的幾點建議，結合實際情況，探討繼電保護發(fā)展的趨勢。
1前言
電力作為當今社會的主要能源，對國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用?，F代電力系統(tǒng)是一個由電能產生、輸送、分配和用電環(huán)節(jié)組成的大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對電力系統(tǒng)的繼電保護不斷提出新的要求，近年來，電子技術及計算機通信技術的飛速發(fā)展為繼電保護技術的發(fā)展注入了新的活力。如何正確應用繼電保護技術來遏制電氣故障，提高電力系統(tǒng)的運行效率及運行質量已成為迫切需要解決的技術問題。
2繼電保護發(fā)展的現狀
上世紀60年代到80年代是晶體管繼電保護技術蓬勃發(fā)展和廣泛應用的時期。70年代中期起，基于集成運算放大器的集成電路保護投入研究，到80年代末集成電路保護技術已形成完整系列，并逐漸取代晶體管保護技術，集成電路保護技術的研制、生產、應用的主導地位持續(xù)到90年代初。與此同時，我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用，相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原東北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，關于發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機－變壓器組保護、微機線路保護裝置、微機相電壓補償方式高頻保護、正序故障分量方向高頻保護等也相繼通過鑒定，至此，不同原理、不同機型的微機線路保護裝置為電力系統(tǒng)提供了新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，此時，我國繼電保護技術進入了微機保護的時代。
目前，繼電保護向計算機化、網絡化方向發(fā)展，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化對繼電保護提出了艱巨的任務，也開辟了研究開發(fā)的新天地。隨著改革開放的不斷深入、國民經濟的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護技術將為我國經濟的大發(fā)展做出貢獻。
3電力系統(tǒng)中繼電保護的配置與應用
3.1繼電保護裝置的任務
繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:在供電系統(tǒng)運行正常時，安全地。完整地監(jiān)視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行；當供電系統(tǒng)中出現異常運行工作狀況時,它應能及時、準確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。
3.2繼電保護裝置的基本要求
選擇性。當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。
靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時，又不應該產生錯誤動作。
速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障?？s短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。
可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統(tǒng)簡化有效，以提高保護的可靠性。
3.3保護裝置的應用
繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng)、變電站等，用于高壓供電系統(tǒng)線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護裝置的應用，對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應裝設過電流保護，對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括：①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。②母聯保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。隨著繼電保護技術的飛速發(fā)展，微機保護的裝置逐漸投入使用，由于生產廠家的不同、開發(fā)時間的先后，微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達到的目的基本一致。4繼電保護裝置的維護
值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中，發(fā)現異?，F象時，應加強監(jiān)視并向主管部門報告。
建立崗位責任制，做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關及卸裝熔絲等工作，工作過程中應嚴格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定。
做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行，防止誤碰運行設備，注意與帶電設備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。
定期對繼電保護裝置檢修及設備查評：①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。
根據每年對繼電保護裝置的定期查評，按情節(jié)將設備分為三類：經過運行檢驗，技術狀況良好無缺陷，能保證安全、經濟運行的設備為一類設備；設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運行，不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備，危及安全運行，出力降低，"三漏"情況嚴重的設備為三類。如發(fā)現繼電保護有缺陷必須及時處理，嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。
5電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展趨勢
繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信一體化方向發(fā)展。隨著計算機硬件的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)對微機保護的要求也在不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其他保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統(tǒng)數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等，使微機保護裝置具備一臺PC的功能。為保證系統(tǒng)的安全運行，各個保護單元與重合裝置必須協(xié)調工作，因此，必須實現微機保護裝置的網絡化，這在當前的技術條件下是完全可行的。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上是一臺高性能，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜投資大，且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。
結論。隨著電力系統(tǒng)的告訴發(fā)展和計算機通信技術的進步，繼電保護技術的發(fā)展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發(fā)展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰(zhàn)。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發(fā)現故障并做好處理，保證系統(tǒng)無故障設備正常運行，提高供電可靠性。
參考文獻
[1]王翠平.繼電保護裝置的維護及試驗[J].科苑論壇．
1.1繼電保護自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用
①繼電保護自動化技術在母線保護中的應用。母線繼電保護主要包括兩種，即相位對比保護以及差動保護。相位對比保護指的是通過相位的對比方式，提高系統(tǒng)保護母線的可靠性和有效性；差動保護是將特點以及變化都一致的電流互感器設置在母線元件上，當系統(tǒng)母線側邊端子和二次繞組進行連接之后，再將繼電保護裝置安裝在系統(tǒng)母線差動位置。在大電流接地過程中，通過三相連接的方式實現；小電流接地過程中，在相間短路中設置系統(tǒng)母線保護，然后通過兩相連接的方式實現。②繼電保護自動化技術在發(fā)動機保護中的應用。發(fā)電機是電力系統(tǒng)的重要組成部分，保證發(fā)動機的安全、穩(wěn)定運行至關重要。繼電保護自動化技術在發(fā)電機保護中應用主要包括兩個方面：一方面，重點保護，如果發(fā)電機定子繞組匝間發(fā)生短路故障，將會導致發(fā)電機的故障部位溫度上升，破壞絕緣層，威脅發(fā)電機的安全運行，通過在定子繞組內安裝匝間保護裝置，能夠有效的防止定子匝間短路故障的發(fā)生；如果發(fā)電機的單相接地產生的電流超過規(guī)定值，通過安裝接地保護裝置能夠對發(fā)電機進行繼電保護；通過將發(fā)電機中性點、電流、相位進行相互結合，能夠形成縱聯差動保護，實現對發(fā)電機的保護；另一方面，備用保護，過電壓保護能夠有效的防止發(fā)電機自負荷較低的狀況下發(fā)生絕緣被擊穿的現象；過電保護能夠有效的實現對外部短路故障的保護，防止發(fā)生短路破壞發(fā)電機；當發(fā)電機定子繞組發(fā)生低負荷問題時，繼電保護裝置能夠自動切斷電源，并發(fā)出相應的報警信號，實現對發(fā)電機的保護。③繼電保護自動化技術在變壓器保護中的應用。變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，對電力系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性具有非常重要的作用。繼電保護自動化技術在變壓器保護中的應用主要包括以下幾個方面：其一，短路保護，變壓器短路保護包括阻抗繼電保護和過電流繼電保護，阻抗繼電保護主要是通過利用變壓器阻抗元件產生的保護作用，阻抗元件運行一段時間之后，會自動切斷電源，以此實現對變壓器的保護；過電流繼電保護主要是在變壓器電源兩邊電源和時間元件中安裝過電流繼電保護裝置，電流元件運行一段時間之后，會自動切斷電源，進而實現對變壓器的保護。其二，瓦斯保護，當變壓器的油箱出現問題時，在故障電弧的作用下絕緣材料和油都會發(fā)生分解，產生有害氣體，通過采用瓦斯保護，當油箱出現上述故障時，能夠自動的啟動保護動作，將變壓器電源切斷，同時發(fā)出警報信號通知維護人員趕到故障地點進行處理。其三，接地保護，對于不接地變壓器保護，應該采取零序電壓保護措施；對于直接接地變壓器保護，應該采取零序電流保護。④繼電保護自動化技術在線路接地保護中的應用。電力系統(tǒng)的線路錯綜復雜，接地方式也相對較多，因此電力系統(tǒng)的接地方式包括大電流型接地與小電流型接地，當出現大電流接地時，應該立刻切斷電源，防止接地故障對電力系統(tǒng)造成的破壞；當發(fā)生小電流型接地時，繼電保護裝置會發(fā)出報警信號，電力系統(tǒng)在一定時間內依然可以運行。針對不同的接地故障，應該根據故障狀況采取相應的保護措施，具體狀況如下所示：其一，零序功率，當電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，零序功率的方向發(fā)生變化，零序電流波動相對較小，以此實現對電力接地故障的預測以及保護；其二，零序電流，當電力系統(tǒng)線路發(fā)生接地故障時，零序電流會迅速上升，繼電保護動作非常敏感，能夠及時的采取切斷電源的保護措施，對電力系統(tǒng)進行保護；其三，零序電壓，電力系統(tǒng)在正常運行時，并不會產生零序電壓，如果電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障，會導致零序電壓的產生，繼電保護裝置能夠及時的發(fā)出相應的報警信號，同時電網維護人員通過觀察電壓表數值能夠判斷系統(tǒng)是否發(fā)生接地故障，主要是因為當電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，電壓數值會降低。
1.2實例分析
文章以某電網為例，該電網于2010年應用了繼電保護自動化技術，2011年4月23日，110kV變壓器主變低壓側繼電保護動作，1號主變101開關跳閘，2號主變119、131開關過流保護動作跳閘，重合閘動作，合成功，電網維護人員趕到事故現場，設備并無異常，維護人員通過查看跳閘過的線路，兩條線路故障都能夠合閘成功，但是卻導致越級跳閘。通過對故障進行分析，發(fā)現為線路故障，開關拒動，處理方法表現為：把故障開關隔離，恢復供電，然后通知檢修人員認真檢查，查實狀況后采取措施進行檢修。
2繼電保護自動化技術的未來發(fā)展趨勢
繼電保護自動化技術的未來發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面：其一，智能化，近年來，人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護自動化中得到非常廣泛的應用，例如模糊邏輯算法、遺傳算法、神經網絡等，通過將這些人工智能技術應用在繼電保護自動化系統(tǒng)中，能夠保證繼電保護自動化系統(tǒng)正確判別故障，并具有智能化解決復雜問題的能力，進而實現繼電保護的智能化；其二，網絡化，計算機網絡技術在國家經濟建設以及能源發(fā)展中發(fā)揮了至關重要的作用，通過將網絡化技術應用在電力繼電保護系統(tǒng)中，利用計算機網絡能夠將主要設備的繼電保護裝置連接在一起，創(chuàng)建繼電保護裝置網絡，能夠顯著的提高繼電保護的可靠性，因此電力系統(tǒng)繼電保護技術的網絡化是未來發(fā)展的一種必然趨勢；其三，計算機化，隨著計算機技術的快速發(fā)展，自動化芯片控制的電路保護硬件已經從16位單CPU結構發(fā)展為32位CPU微機保護結構，顯著的提高了繼電保護的性能以及響應速度，繼電保護自動化系統(tǒng)的計算機化已經成為不可逆轉的發(fā)展趨勢。
3結束語
【關鍵詞】繼電保護現狀發(fā)展
1繼電保護發(fā)展現狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術［1］，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發(fā)展奠定了堅實基礎。
自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500kV線路上［2］，結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。
在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用［3］，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。
我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究［4］，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。
2繼電保護的未來發(fā)展
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發(fā)展。
2.1計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結構，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。
南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統(tǒng)。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。
電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統(tǒng)數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發(fā)展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的?，F在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優(yōu)點有：(1)具有486PC機的全部功能，能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。
繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。\
2.2網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領域，也為各個工業(yè)領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務)，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協(xié)調動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。
對于一般的非系統(tǒng)保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理［6］，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發(fā)展的必然趨勢。
2.3保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾?，F在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始［7］。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果［8］?？梢灶A見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
3結束語
建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內外繼電保護技術發(fā)展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。
作者單位：天津市電力學會(天津300072)
參考文獻
1王梅義.高壓電網繼電保護運行技術.北京：電力工業(yè)出版社，1981
2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwith
DirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103，1984(2)
3沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動化，1983(1)
4葛耀中.數字計算機在繼電保護中的應用.繼電器，1978(3)
5楊奇遜.微型機繼電保護基礎.北京：水利電力出版社，1988
6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBus
Protection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)
【關鍵詞】繼電保護現狀發(fā)展
1繼電保護發(fā)展現狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術［1］，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發(fā)展奠定了堅實基礎。
自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500kV線路上［2］，結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。
在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用［3］，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。
我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究［4］，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。
2繼電保護的未來發(fā)展
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發(fā)展。
2.1計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結構，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。
南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統(tǒng)。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。
電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統(tǒng)數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發(fā)展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的?，F在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優(yōu)點有：(1)具有486PC機的全部功能，能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。
繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。\
2.2網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領域，也為各個工業(yè)領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務)，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協(xié)調動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。
對于一般的非系統(tǒng)保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理［6］，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發(fā)展的必然趨勢。
2.3保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾?，F在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始［7］。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果［8］?？梢灶A見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
3結束語
建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內外繼電保護技術發(fā)展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。
作者單位：天津市電力學會(天津300072)
參考文獻
1王梅義.高壓電網繼電保護運行技術.北京：電力工業(yè)出版社，1981
2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103，1984(2)
3沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動化，1983(1)
4葛耀中.數字計算機在繼電保護中的應用.繼電器，1978(3)
5楊奇遜.微型機繼電保護基礎.北京：水利電力出版社，1988
6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBusProtection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)
1電力繼電保護器的種類簡述
在電力系統(tǒng)運行時，繼電保護自動化機組會采集繼電保護對象的故障信號，比較定值與采集信息，將其傳輸到邏輯模塊中，邏輯模塊在收到信息后，會對信息進行計算與分析，如果計算結果為1，信號就會傳遞到執(zhí)行模塊之中。
2繼電保護自動化技術的簡述
電力系統(tǒng)作為一個全面、綜合工作的網絡系統(tǒng)，需要專門的保護裝置與專業(yè)的技術人員確保其安全工作，而繼電保護的最基本職能就是在電力系統(tǒng)運行不夠穩(wěn)定或出現一些故障時實施有效的保護措施，將故障帶來的損失降到最低，防止電力系統(tǒng)的進一步惡化。繼電保護自動化技術在實施保護時主要表現在以下幾個方面：
2.1當運行中的電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護就會迅速的做出保護措施，將出現故障的零件或者設備與整個系統(tǒng)隔離，這樣能夠防止故障對其他設備或整個電力系統(tǒng)帶來影響，避免故障的進一步擴散，將故障造成的損失降到最低。
2.2當故障已經發(fā)生時，繼電保護裝置就會迅速的發(fā)出報警信號，提醒工作人員及時的對設備進行修理。當故障發(fā)生較為嚴重時，我們要停止整個電力系統(tǒng)的工作，對其進行一次全面的檢查，對于存在安全隱患的設備或零件盡快的更換，確保整個電力系統(tǒng)安全的運行，為客戶提供高質量的電能。
2.3當設施設備和電力系統(tǒng)發(fā)生的故障比較嚴重時，已經威脅到電網的安全或者已經損壞了電力系統(tǒng)的安全設施設備時，繼電保護的自動化裝置就會發(fā)揮它的功能和作用，盡量減少損壞或者威脅的程度，盡量避免更大面積的災害發(fā)生，繼電保護的自動化裝置，能夠減弱電力系統(tǒng)被破壞的程度和損害電力系統(tǒng)給安全供電造成的影響。
3繼電保護自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用分析
繼電保護自動化技術的應用的過程中包括幾個環(huán)節(jié)，即提出問題、分析問題、安裝調試、投入運行、后續(xù)維護、檢修技改，這幾個環(huán)節(jié)是相互聯系的，在應用繼電保護自動化技術的過程中，必須要把握好以上幾個環(huán)節(jié)的工作，將其有機結合起來，這樣才能夠保障技術應用的安全性，繼電保護自動化及時在電力系統(tǒng)中的應用包括以下幾個方面：
3.1在地接地保護中的應用
電力系統(tǒng)線路接地方式存在一定的差異，從類型上來看，電力系統(tǒng)能夠分為小電流型接地與大電流型接地兩種類型，前者只負責報警信號的，如果系統(tǒng)中的粗線出現故障，電力系統(tǒng)依然能夠正常運行。大電流型接地在發(fā)生故障時，會將電源立即切斷，這可以起到理想的保護作用。
3.2在變壓器中的應用
變壓器是電力系統(tǒng)的有機組成部分，直接影響著電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，考慮到這一因素，必須要做好變壓器的繼電保護工作。這包括以下幾個內容：第一、接地保護。對于直接接地的變壓器，需要使用零序電流保護法，在接地兩側位置設置保護動作，對不接地變壓器，使用零序電壓保護措施即可。第二、瓦斯保護。在變壓器油箱出現故障的情況下，絕緣材料與油會發(fā)生反應，生成有害氣體，因此，瓦斯保護應該是重中之重，在設置好瓦斯保護后，如果油箱出現故障，就能夠在第一時間啟動保護動作，發(fā)出報警。第三、短路保護。短路保護有阻抗保護與過電流保護兩個內容，阻抗保護是利用變壓器中阻抗元件原理起到保護作用的方式，在阻抗元件經過一段時間的運行之后，會跳閘，就可以很好的保護變壓器；過電流保護即電流元件經過一段時間的運行之后，也會切斷電源，起到保護作用。
3.3在發(fā)電機中的應用
對于電力系統(tǒng)發(fā)電機的保護可以采用如下幾種方式：第一、重點保護法。重點保護法應該著重降低發(fā)電機失磁故障發(fā)生率，為了達到這一目的，需要將中性點保護、電流保護、發(fā)電機相位保護結合起來，形成一種縱聯差動模式。如果發(fā)電機電流超過標準，可以設置好接地保護裝置，如果發(fā)電機定子繞組匝間發(fā)生短路，不僅會破壞絕緣層，也會導致發(fā)電機出現故障，為此，要在定子繞組中安裝好保護裝置，避免匝間出現短路故障。第二、備用保護法。如果定子繞組負荷偏低，保護裝置就會將電源切斷，報警，有時甚至會出現反時限問題，采用過過電保護法就能夠有效降低此類故障的發(fā)生率。此外，在必要的情況下，還需要設置好過電壓保護，避免發(fā)電機出現絕緣擊穿問題。
4繼電保護自動化技未來發(fā)展趨勢
隨著計算機技術、通信技術以及信息技術的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護裝置面臨著新的發(fā)展趨勢，繼電保護裝置計算機化將隨著科學技術的發(fā)展向智能化，網絡化，保護、控制、測量和數據通信一體化發(fā)展，將會極大的程度提高繼電保護裝置及其技術的自動化水平，以促進電力系統(tǒng)更加的安全可靠的運行，真正實現安全高效的運行，為電力企業(yè)和國家創(chuàng)造更大的經濟效益和社會效益。
4.1智能化趨勢
人工智能網絡的神經網絡是運用一種非線性映射的方法，在很多難以列出方程式的復雜的非線性問題上利用神經網絡的方法，解開這些線性問題十分簡單，其中如遺法算法、模糊邏輯和進程規(guī)劃等在求解復雜問題的能力上也都有其獨特的方法。因此，將人工智能技術與繼電保護相結合，在一定程度上能加快電力系統(tǒng)的計算速度；另外，人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護的自動化技術上發(fā)揮著重要作用，為繼電保護技術中一些常規(guī)方法難以解決問題提出了確實可行的辦法。
4.2計算機化趨勢
繼電保護裝置的計算機化和微機化是電力系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢，在滿足電力系統(tǒng)要求的前提下，企業(yè)應該在考慮經濟效益與社會效益的同時，思考如何提高繼電保護裝置的計算機化和微機化，從而提高繼電保護的可靠性。隨著電力系統(tǒng)對繼電保護的要求不斷提高，除了基本的保護職能外，還需要對故障信息和數據的整理和存儲。強大的通訊能力和快速的數據信息存儲以及保護裝置與其他控制裝置和調度設備的信息需要數據信息和網絡資源聯網，這就要求繼電保護裝置不僅僅是保護還要具備計算機的功能。
5總結
【關鍵詞】繼電保護現狀發(fā)展
一、繼電保護發(fā)展現狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發(fā)展奠定了堅實基礎。
自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500kV線路上，結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。
在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。
我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。
二、繼電保護的未來發(fā)展
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發(fā)展。
2.1計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結構，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。
南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統(tǒng)。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。
電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統(tǒng)數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發(fā)展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的?，F在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優(yōu)點有：(1)具有486PC機的全部功能，能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。
繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。
2.2網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領域，也為各個工業(yè)領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務)，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協(xié)調動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。
對于一般的非系統(tǒng)保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發(fā)展的必然趨勢。
2.3保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾?，F在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果?？梢灶A見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
三、結束語
建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內外繼電保護技術發(fā)展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。
