电力系统继电保护现状与发展探索

杨太国

摘  要：随着我国电力设备数量和用电负荷的增加，电力供应压力越来越大，这给电力系统的安全稳定带来了诸多不利因素。在这一背景下，继电保护得以迅速发展，并成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。继电保护出现之后先后经历了几次换代升级，并逐渐与计算机信息技术等先进技术相结合，为我国电力系统的稳定运行作出了突出贡献。结合继电保护的发展现状，探析其未来发展趋势。

关键词：电力系统;继电保护;用电负荷;人工智能

中图分类号：TM77                文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.129

电力系统继电保护随着电力系统的完善逐渐发展起来，与人们的日常生活和工业生产息息相关。我国向来重视电力系统的继电保护，而且每个阶段的发展特点也不相同，计算机信息技术的发展为电力系统继电保护注入了新鲜的血液，使其具有更加广阔的发展前景。

1  电力系统继电保护概述

1.1  电力系统继电保护的含义

继电保护实质上是一种控制电路，当电力系统的发电机组、变压器、输电线缆等出现异常后，该控制电路可自动切断电源，从而对电力系统的相关元件进行紧急保护，避免出现更为严重的损失。近年来，不论是家用电器设备，还是企业用电设备，用电负荷都在快速增加，用电安全性也越来越低。这一用电现状使得继电保护越来越重要。

1.2  电力系统继电保护的基本任务

继电保护在电力系统中需要实现自动监测、自动隔离、自动发出故障指令等多个功能。自动监测指继电保护装置对电力系统的电压、电流等实施动态监控;自动隔离指当电力系统运行出现异常时，继电保护装置能够根据监测到的异常电路指标将故障设备从系统中隔离开来，从而避免对其他电力设备造成损害;自动发出故障指令指继电保护装置将故障设备隔离之后，能够将故障信号发送给电力系统，从而指示技术维修人员及时消除设备故障，维持电力系统的稳定性。通过对这几个功能的阐述可以看出，继电保护装置在执行基本任务时，应当具有可靠性、灵敏性、快速性和选择性四个特点。可靠性是最重要的功能特点，是保障上述基本任务顺利完成的基础。无论继电保护装置如何换代升级，都不能动摇这四个特性，而且只能是在此基础上来提高设备的经济效益和社会效益。

2  我国电力系统继电保护的现状

从历史发展历程上来看，我国的电力系统继电保护先后经历了四个主要阶段：①20世纪60初开始的机电式继电保护时代。这一阶段以继电保护的学术研究、教学、设计、制造为重点，为此后的继电保护发展奠定了坚实的基础。②20世纪60年代末期开始的晶体管继电保护时代。在这一时期，晶体管继电保护逐渐盛行，并应用在葛洲坝的电力系统中，至此开启了我国自主生产继电保护装置的新时代。③20世纪70年代中后期开始的集成继电保护时代。这一阶段是在集成运算放大器的基础上发展起来的，使我国的继电保护研究进入了全新的发展阶段。④21世纪之后开始的自动化、智能化继电保护时代。这一阶段的继电保护装置功能更加齐全，并向着自动化、智能化、微机化的方向发展。从上述继电保护的四个发展阶段可以看出，继电保护经历了一个从分散到集成、从低级到智能的发展之路，当前的继电保护在电力系统的安全性、稳定性方面已做足功夫，下一步就是如何在安全、可靠的基础上进一步提升继电保护的社会效益和经济效益，这一目标的实现需要对继电保护技术进行更加深入细致的研究。

3  电力系统继电保护的发展趋势

3.1  自动化

随着继电保护的迅速发展，其与数字化技术、计算机技术、信息网络技术等相关学科领域的结合度越来越高，不断扩大的电力系统也对继电保护的自动监测、控制提出了新的要求。有了其他学科技术的加入，继电保护必将在自动化水平方面得到显著提升，并借助计算机和数字化成熟技术，实现继电保护装置的资源共享和信息集成，从而转变传统的保护屏控制模式，降低地面建设成本，实现电力系统继电保护设备的自动化运行。

3.2  计算机化

计算机技术无疑是21世纪发展最为迅速的一种先进技术，电力系统的继电保护研究也必然将与计算机技术相结合，借助计算机技术的优势实现微机保护，为电力系统的硬件实施和模块化功能构建一个可靠的平台。微机保护不仅在保护形式上更加丰富，而且在可靠性上也大大提升，极大地提高了电力系统的运行稳定性。微型计算机芯片的集成度一般每隔一年就会翻新一次，这样可以提升计算机硬件性能，价格也随之下跌，为计算机硬件的推广使用创造良好的社会环境。

未来电力系统继电保护的计算机化还将向着强大通信性、全方位调控、信息处理、资源整合的方向发展，为继电保护的更新和完善带来新的技术契机。

3.3  智能化

人工智能技术是近年来诸多学科领域的研究热点，人工智能是多种智能优化的统称，包括遗传算法、神经网络、专家系统等。这些新兴的智能技术采用新的控制原理，电力系统继电保护的智能化发展将更加可靠，提高自身对不确定因素的判断能力，从而使继电保护装置发挥更大的作用。

3.4  网络化

电力系统的网络化发展是其与计算机技术相结合之后的一种表现，网络化可以使资源数据实现共享，从而提高信息可控性，实现纵联保护。这种建立在计算机技术之上的继电保护技术使得分站网络管理成为可能，未来的研究热点将集中在网络运行安全性方面。

3.5  系统化

未来的电力系统继电保护不再是单一的保护装置，而是趋向一个更加完善的系统，需要多个部门的协调配合才能共同发挥继电保护作用。首先，继电保护技术的迅速发展对电力系统维修、养护部门提出了新的要求，其智能化、自动化的发展特点使得电力系统维护部门需要不断改进自身的技术水平，加强新知识、经验的积累。针对现代继电保护技术的发展特点，需要对相关部门的工作人员进行系统培训，确保工作人员能够科

学、高效地开展各项工作。此外，在电力系统继电保护高速发展的今天，电力企业也应当不断加强设备选择和解决相关问题的能力，注意继电保护技术的综合应用。现代化的电力企业应当以继电保护选型为发展基础，针对企业的实际状况和技术发展现状，努力收集相关文献资料，为继电保护装置的故障排除和技术应用奠定坚实的基础。

4  结束语

随着工业生产规模和家用电器的增多，家庭用电和企业用电负荷越来越大，用电安全逐渐受到人们的关注，继电保护的应用提高了电力系统的稳定性，保证了企业用电和家庭用电的安全性，成为电力系统不可或缺的重要组成部分。随着继电保护装置的功能愈加完善，其在电力系统中的作用也越来越大。随着计算机技术、通信技术等相关领域的发展，电力系统继电保护研究只有抓住时代发展契机，逐渐向着智能化、自动化、智能化的方向发展，才能开辟出一条新的发展之路，使继电保护装置的功能越来越强大，为电力系统的稳定运行作出更加突出的贡献，促进我国电力系统的可持续健康发展。我们有理由相信，电力系统继电保护的未来必定是一片光明。

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〔编辑：王霞〕