继电保护装置的发展新趋势

林丽蓉

摘 要：继电保护指的是在电力系统中一旦出现运行状态不稳的情况会自动跳闸或者是发出警示信号，进入21世纪以来，计算机行业的发展获得了前所未有的进步，新型的继电保护装置就是基于计算机系统的元器件。在结构上它具有结构简单、安装操作流程简化的特点；而且它的可靠性极高，是新时期继电保护装置的不二之选。下面就主要介绍一下关于新型继电保护装置的结构以及优点。

关键字：继电保护装置 计算机系统 发展趋势

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

1 继电保护装置应用的作用

继电保护装置运用过程中可以依照电力系统故障信号及时向运行及值班人员发出警告信息，通过直接或间接操作达到系统跳闸，从而实现自动保护，完成系统的自动化控制。

继电保护装置已经成为当前电力系统控制的关键，可以明显改善电力系统自动保护效益，达到自动保护效益的优化。继电保护装置可以对电力系统故障进行处理，实施对应元件保护，从而达到元件的跳闸保护，确保电力系统迅速脱离故障元件，发生跳闸。继电保护装置保障了电力系统的安全运行，有效提升了电力系统的自动调整效果，实现了系统的全方面保护，有效改善了电力系统的处理质量。

继电保护装置可以对电力元件和电力系统进行保护，对电力元件及电力系统产生的故障进行控制，是提升电力元件及电力系统安全的重要装置。

2 新型继电保护装置设计的必要性

传统继电保护装置多以电磁继电器作为主要动作元件，通过电磁式继电器达到触动动作保护，实施对应动作保护。这种电磁式继电器保护装置非常容易出现由于外界干扰导致的波形失真，严重影响了继电保护装置质量。例如在JGX-11A电磁相互传递的过程中就很容易产生动作分量，形成对应触动动作，很容易形成继电保护问题，产生继电保护波形失真现象。

随着时间的推移，我国开始使用微机式继电保护装置进行继电保护，通过现代化信息技术实现信号采集、元件动作控制。但该微机式继电保护装置在运用过程中采样信号不准确、抗干扰能力较差，整体灵敏性较低，很容易造成元件动作时间加长，这也在一定程度上影响了新型继电保护装置的发展。

新型继电保护装置可以有效改善继电保护装置控制效益，改善继电保护装置的稳定性、可靠性和有效性，已经成为继电保护发展的新趋势。为了解决上述问题，笔者对继电保护装置进行完善，从继电保护装置抗干扰能力、信号采集能力出发，提出了新型的继电保护装置设计方案。

3 新型继电保护装置的结构设计

本次主要采用DSP+CPLD的多CPU处理器设计结构作为新型结构核心内容，通过该结构实施对应信号处理。以DSP+CPLD为核心的CPU处理器设计结构抗干扰能力较强，系统可靠性较高。以下笔者就从以DSP+CPLD为核心的多CPU处理器继电保护装置出发，对继电保护结构设计内容进行分析。

3.1 装置结构功能

本次继电保护装置选取以DSP+CPLD为核心的多CPU处理器作为处理单元.

（1）新型继电保护装置选取DSP+CPLD结构，程序与数据之间的存储空间独立，程序总线能够并行访问数据系统，实施数据和程序的传送。这种传送方式可以明显提升系统的数据处理效果，实现系统的光电隔离，有效提升了继电保护装置数据的可靠性和准确性。

（2）16为RISC超低耗单片机MSP430F149可以有效改善继电保护装置的外设，达到通信、显示、键盘等的全面优化，实现继电控制装置的全面改善。在该设计下系统中断电源可以使MCU从睡眠状态唤醒，时间非常daunt，有效改善了继电保护装置的电力资源使用效益。

（3）CPLD芯片XC95144XL能够有效改善系统的逻辑时序控制，实施对应策略，提升了信号采集的可靠性和有效性。该芯片在运用的过程中在一个周期内实现20点采样，能够将信号模拟量迅速传输到ADC中，有效提升了传输效益。

3.2 信号处理设计

本次信号处理的过程中主要选取阀值去噪方法实现装置去噪，对系统中的恒定偏差问题进行处理。与此同时，本次信号处理的过程中系统还对信号频率电路进行调整，在原有CPLD中设计了频率电路方程，将采集到的信号通过信号频率测量装置，对信号进行处理，形成了高低电平方波，有效改善了计数器的采样频率。

而在频率调制的过程中要对内部故障及外部故障频率进行合理分析，依照频率特性实施对应设计。本次设计过程中当两端频率处于正半周期时判断系统故障，当两端频率一个处于正半周，一个处于负半周时为外部故障，实施对应继电保护。

3.3 软件处理设计

本次设计的过程中软件装置主要选取NI公司的虚拟开发工具LABVIEW装置进行编写，通过该装置实施对应编程控制。系统通过故障录波器对故障信号进行采集，分析故障波形状况，对故障波形进行初步判断。信号采集完成后由系统信号分析部分对信号内容进行确定，判断系统故障，将信息传输到软件中通过模块化设计实施对应模块响应，完成对应编写-控制转换。设计过程中软件需要定期进行功能升级，通过升级提升系统的装置效率。升级的过程中主要进行相应模块改写即可。

4 新型装置的优点

新型继电保护装置可以明显提升电力线路故障信号的处理效益，实现短时间继电保护，有效改善了继电装置的可靠性和有效性。新型继电保护装置动作时间明显减少，系统极端保护速度明显提升，继电保护误动发生率明显降低，信号抗干扰性较高。

新型继电保护装置下系统阀值去噪效果明显提升，形成了新的故障信号波形。从上述信号波形中可以发现信号波形非常稳定，系统防干扰能力大幅提升，有效改善了输入装置中有用信号的效益，从本质上提升了电力系统的运行安全指标。

5 结语

继电保护装置可以明显提升继电保护效益，改善系统的安全性和可靠性，已经成为新时期电力装置控制的关键。在对继电保护装置进行应用的过程中人员要对继电保护环境进行分析，在该需求下实施继电保护优化，形成新型继电保护装置设计方案，实现继电保护调整。只有实现上述继电保护装置的设计，电力系统保护效益才能够得到本质上的提升，电力系统才能够得到全面发展。

参考文献：

[1] 陈德树，张哲，尹项根. 微机继电保护[M ]. 北京：中国电力出版社， 2000.

[2] 杨奇逊，黄少锋. 微型机继电保护基础[M ]. 北京：中国电力出版社， 2005.

[3] 路文梅. 变电站综合自动化技术[M ]. 北京：中国电力出版社， 2004.

[4] 罗士萍. 微型机继电保护实现原理及装置[M ]. 北京：中国电力出版社， 2001.