电力系统继电保护发展综述

毕小熊

摘要：目前大多数省电力调度通信中心均配置了故障信息管理系统、继电保护整定计算和运行管理系统。故障信息管理系统可以方便地调取保护和故障录波数据，使得维护人员能以最短的时间给出保护动作的行为分析，加快电网事故处理和系统恢复。继电保护整定计算和运行管理系统能大大提高保护消缺、动作统计以及整定计算效率，将有限的人力从繁琐的工作中尽可能多地解放出来，将更多的精力投入到提高运行管理水平和技术监督上来。技术设备的升级提高了继电保护运行管理水平，为确保电网安全稳定运行打下了良好的基础。

关键词：电力系统；继电保护；计算机化

中图分类号：F407文献标识码： A

引言：电力作为国家主要的基础能源，对国家快速发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。继电保护装置是电力系统安全运行的重要保障，在进行继电保护时的检测和维护中,按照原则将任何一种因素都考虑周全来保证继电保护措施之间不失配、不越级，进行全面、仔细地分析，迅速消除装置本身的故障，才能充分发挥继电保护装置对电网的稳定作用，对电网安全意义重大。开发一套适应我国电网发展的新型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。

电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期，机电式继电保护，晶体管继电保护，基于集成运算放大器的集成电路保护，到了20世纪90年代，继电保护技术进入了微机保护时代，微机保护有强大的逻辑处理能力，数值计算能力和记忆能力，它不仅具有传统保护和自动装置的功能，而且还能发展到故障测距，故障录波等功能。微机保护经过20多年的发展，已经取得了巨大的成功并积累了丰富的运行经验。

1、 保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。即实现了保护、控制、测量、数据通信的一体化。如果将保护装置就地安装在室外变电站的被保护设备旁，则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器（OTA）和光电压互感器（OTV）已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。

2、计算机化

在微机保护发展初期，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，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟。继电保护的计算机化是不可逆转的发展趋势，但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究

3、继电保护技术智能化

近年来，人工智能技术在各个领域已经得到了广泛的应用。在电力领域应用的研究也已经开始。如神经网络、遗传算法、模糊逻辑等在电力系统的各个领域已经开始应用。神经网络可以解决很多非线性的问题， 例如很难用方程式表示出来的或者很难求解的非线性问题都可以用神经网络这种非线性映射的方法来解决。对于以生物神经系统为基础的人工神经网络的研究进展十分迅速，这种神经网络具有很多特点，如自组织、分布式存储信息等特点。近几年来，电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护，例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一个非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动。如果用神经网络方法，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况，则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独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。

4、网络化

网络保护是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物,通过计算机网络来实现各种保护功能,如线路保护、变压器保护、母线保护等。网络保护的最大好处是数据共享,可实现本来由高频保护、光纤保护才能实现的纵联保护。另外,由于分站保护系统采集了该站所有断路器的电流量、母线电压量,所以很容易就可实现母线保护,而不需要另外的母线保护装置。

电力系统网络型继电保护是一种新型的继电保护,是微机保护技术发展的必然趋势。它建立在计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术发展的基础上。网络保护系统中网省级、省市级和市级主干网络拓扑结构,以及分站系统拓扑结构均可采用简单、可靠的总线结构、星形结构、环形结构等。分站保护系统在整个网络保护系统中是最重要的一个环节。分站保护系统有2种模式:一是利用现有微机保护;另一个是组建新系统,各种保护功能完全由分站系统保护管理机实现。由于继电保护在电网中的重要性,必须采取有针对性的网络安全控制策略,以确保网络保护系统的安全。

现在的继电保护与从前相比较在意义上与手段上都有了质的飞跃，原本仪表检测、事故信号等单一的管理模式开始向以计算机技术应用为主要手段的自动化管理模式转变，除了提升系统安全保障力度之外，在安装、调试、操作上也简便许多，还能实现无人值守自动化管控目标。现代化的电力自动化继电保护装置先进，功能强大，可靠性非常强，为相关人员的管理工作带来了无数便利。当然，同时我们也要看到，继电保护的运行环境尚未完全改观，在管理上也存在着一定漏洞，现代化电网对继电保护的高要求也促使继电保护安全管理必须不断完善，提升管理水平，弥补管理漏洞，这有利于电力自动化继电保护充分发挥自身的优势与性能，实现对电力系统的全方位管理和监控。由于电力产业的发展，电力自动化继电保护在国民经济中也占据了越来越重要的地位，因此，加强对继电保护现状的探索和研究，不管我完善电力系统相关的安全管理，对于经济建设和发挥发展来说意义重大。

总结：随着社会的进步，科学技术的发展，电力自动化系统也随之迅速发展起来，电力系统的自动化水平直接关系到电网的安全、经济以及优质的运行，而电力系统的自动化系统发展在很大程度上取决于继电保护装置的自动化系统的发展，因此，加强继电保护装置的自动化水平，不断增加电力系统低于事故的能力，使电力系统运行管理手段科学化和先进化，保证电力系统安全高效的运行具有重要的作用和价值。

参考文献

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