电力系统继电保护技术的发展和前景

顾毅华

[摘要]回顾我国电力系统继电保护发展的过程，概述微机继电保护技术的成就，提出未来继电保护技术发展的趋势是：微机化、网络化，保护、控制、测量、计量、数据通讯一体化和人机智能化。

[关键词]继电保护现状概述发展趋势

中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1671－7597(2009)0210121－01

一、继电保护发展概况

随着科技的进步和电力系统的迅猛发展对继电保护的要求也不断提出新课题，加之电子技术、计算机技术与通讯技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新的活力，因此，新时期的继电保护技术也要与时俱进，也在逐步的走向成熟和完善。

在建国初，我国的继电保护技术队伍还没有，可以说是百废待兴。到50年代，我国工程技术人员开始创造性的吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对推动全国继电保护技术的发展起了指导作用。到了六十年代便成了机电式继电保护的繁荣时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实的基础。

从六十年代中期到八十年代中期，是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代，其中最具代表的是南京电力自动化设备厂及南京电力自动化研究所研制的500KY晶体管方向高频保护和晶体管高频闭所距离保护继电器，填补了国内的空白，结束了我国500KV线路继电保护完全依靠国外进口的时代。

九十年代初，是集成电路的继电保护时代。在这时期，集成电路继电保护逐渐取代晶体管继电保护，它的研制、生产、调试、应用逐渐处于主导地位，具有代表性的是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，在这时期起了积极的推进作用，同时也宣告我国继电保护技术已跨入了微机保护的时代。

二、继电保护的未来发展

继电保护技术的未来发展趋势应是向微机化、网络化、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。

1．微机化。随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断的发展。目前，随着电力系统对微机保护要求不断的提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通讯能力，与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程能力等。这就要求微机保护装置具有相当于一台Pc机的功能，在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机做成继电保护装置，由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，而没能实现。用微机保护装置替代继电保护是电气自动化发展的必然方向。目前。这种微机保护装置已有突飞猛进的发展，在吸收国外先进技术的同时，向广大电力用户推出的集保护、测量、计量、控制、通讯于一体的高性能微机综合保护装置，主要适用于各发电厂、变电所的变压器、电动机、线路等的保护和测控．其具有：(1)装置功能强大，性能优越，性价比高；(2)采用先进的高性能处理器作为主CPU，在软件设计上，将保护模块与其他模块(遥测、遥控、遥信)完全分开，相互独立又密不可分，各尽其责又互不影响，保证了保护装置的可靠性；(3)使用了安全可靠的现场控制总线技术(高速RS485网络)，各装置的信息在通讯层共享，节省了大量的电缆和维护工作量，从而降低了成本；(4)装置采用全密封结构，精心设计抗干扰组件，使抗震、抗电磁干扰能力有较大的提高；(5)装置采用全汉化液晶显示，人机界面友好，小键盘操作方便，装置内部所有的信息都能在液晶上显示，使调试、运行、维护方便；(6)大容量的RAM。继电保护装置的微机化已成发展的必然趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高微机继电保护的可靠性、速动性、灵活性，如何取得更大的经济效益和社会效益，还须进一步具体深入的研究和更加完善。

2．网络化。计算机网络作为信息和数据通讯工具已成为信息时代的核心技术，它深刻影响着各个工业领域，同时，也为各个工业领域提供了强有力的通讯手段。到目前为止除了差动和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于快速、准确的切除故障元件，尽量缩小事故范围，其主要原因是缺乏强有力的数据通讯、数据处理、数据上传的联网手段。实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置实现网络化，将每一点的保护装置都串联起来，统一由主站协调管理，既实现微机保护装置的网络化。

实现微机保护装置的网络化，可以在最短的时间内，准确的判断出故障的性质、位置及故障参数的检测、发生故障的原因等，并在最短的时间内发出指令给相应的保护装置，快速切除故障，缩小故障的范围，提高整个系统安全性、可靠性。

综上所述，实现微机保护装置的网络化，是电力系统发展的必然趋势。

3．保护、控制、测量、计量、通讯一体化。在实现继电保护的微机化、网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统网络上的一个智能终端。它可从网络上获取电力系统正常运行和发生故障条件下的任何信息和数据(如电流、电压、功率因数、有功、无功等)，同时将保护装置的任何信息和数据传送给控制总站，因此，每个微机保护装置不但可以完成继电保护功能，同时还可以完成测量、计量、控制、数据传送，实现集中控制和管理。

目前，这种微机综合保护装置因其体积小、灵活性强、保护综合性强等优点，深受广大用户的欢迎，应用的领域越来越广，不只局限在变压器、电动机、发变组的控制、保护、线路上，也应用在高、低压开关柜及箱式变电站里，通过网络传输，实现时时检测、监视和控制。

4．人机智能化。近年来，人机智能化技术在电力系统各个领域的应用越来越广，在继电保护领域的应用随着微机综合保护装置的产生也逐步得到推广，微机综合保护装置因其集保护、监视、测量、计量、控制、网络通讯一体化等优点，使各级保护装置的技术参数通过网络传输至控制中心，由控制中心经过复杂的数据处理，再向各级保护装置发出指令，时时监测、监控，从而可实现对110KV、35KV、10(6)KV、0.4KV变配电站电气设备的保护、遥信、遥测、遥控等功能，改变传统开关智能程度低的现状，使保护装置的快速、灵活、可靠、速动特性发挥的更完善，更经济、高效地适应各种规模的变配电系统。

三、结束语

随着科技的进步、电力系统的高速发展，追求更可靠、更完善的保护体系已成继电保护技术在新时期有待开辟的新领域，国内外继电保护的发展趋势必会在微机化、网络化，保护、测量、计量、控制、网络通讯一体化和人机智能化的基础上有更新的突破，这对继电保护工作者提出了新的挑战。