继电保护发展史及其应用方面

试论我国电力系统继电保护技术的应用现状与发展趋势电力系统继电保护技术对电力维护起着至关重要的作用。随着科学技术的发展，计算机控制技术亦成功运用到电力系统继电保护中，为继电保护技术注入了新的活力，继电保护技术向着计算机化、网络化、一体化、智能化方向进一步的发展。电力系统包含发电、输电、变电、配电等多个环节，地域分布广，系统结构复杂庞大，其中任何一点发生的故障，往往都会在瞬间影响和波及全系统，引起连锁反应，造成大面积停电，可能直接造成设备损坏，人身伤亡和破坏电力系统安全稳定运行。电力系统继电保护技术是在上述背景下应运产生的，它是当电网或电力设备发生故障，或出现影响安全运行的异常情况时，能够自动切除故障设备和消除异常情况的技术与装备，其特点是动作速度快，其性质是非调节性的。一、电力系统继电保护技术的应用现状1．起步较晚发展迅速电力系统继电保护技术主要研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，国内的研究开始于2O世纪70年代后期，起步较晚，但发展迅速。在我国电力系统继电保护技术发展的过程中，1984年以保护电脑的样机试运行后，通过鉴定和大规模生产。目前，线路保护产品已形成并得到广泛应用。微机保护取得多年的实际操作，依靠优良的先进技术和极为良好的原则性，则进程已经超越了进口保护。从20世纪8O年代及以上的220kV高压电力系统，以保护使用进口，到现在的基本国内220kV系统的继电保护，反映了国内继电保护设备和具有明显优势。2．微机继电不断发展随着电力系统的不断发展，继电保护电力技术系统发展迅猛。在继电保护领域，成熟的微机继电保护技术的发展是最重大的进展。国内外学者经过长期研究和实践，证实了电力系统继电保护的重要作用。在电力系统继电保护技术飞速发展过程中，微机继电取得了新的成就。微机保护是电力继电保护的发展方向，它具有自我测试功能，逻辑的强大处理能力，数值计算能力和记忆能力，其高可靠性、高选择性、高灵敏度，明显优于传统的电磁继电器和晶体管。另外，由于微机保护是用微型计算机构成的继电保护，它充分运用计算机技术，实现电力自动化，使得微机继电的性能更优，数字更准确。二、电力系统继电保护技术的发展趋势继电保护作为保障电力系统可靠运行的重要组成部分，其未来的发展趋势明显呈现出四个特征，即继电保护技术计算机化、继电保护技术网络化、继电保护技术一体化和继电保护技术智能化。1．继电保护技术计算机化随着电力工业与计算机硬件技术的迅猛发展，从初期的8位单GPU结构问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大规模结构。除了具备保护的基本功能外，还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，强大的通信能力，与其他保护、控制装置和调度联网共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。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，这设想没能实现。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速断、存储容量都大大超过当年的小型机，因此，微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势，即高速的运算能力和完备的存贮记忆能力，计算机技术与通信技术的飞速发展，为实现高可靠性和灵活性的通用软硬件平台创造了更有利的条件。2．继电保护技术网络化计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化，它深刻影响着各个工业领域并为之提供了强有力的通信手段。多年来，继电保护的作用也只限于切除故障元件、缩小事故影响范围，这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。随着电力系统发展的要求及通信技术在继电保护领域应用的深人，继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统运行状态和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，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用计算机网络连接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。3．继电保护技术一体化在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，继电保护装置实际上就是高性能、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，也可将自身所获得的被保护元件的任何信息传送给网络控制中心，或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可以完成继电保护功能，而且在正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信等功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。4．继电保护技术智能化近年来，人工智能技术如神经网络、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂非线性问题，应用神经网络可迎刃而解。距离保护很难正确做出故障位置的判别，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，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。三、结语总之，随着电力容量的应用不断扩大，而继电保护系统需要进一步的发展并不断增强，从而使得继电保护技术不断创新，继电保护系统也将进行全面的改革并提高其技术含量，电力系统继电保护技术也将向着计算机化，网络化，保护，控制，测量，数据通信一体化和人工智能化等方向迈进。参考文献[1]贺家李，李咏丽等主编．电力系统继电保护原理(第四版)[M]．北京：中国电力出版社2010年月8第四版．[2]张保会，尹项根主编．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社．2005年5月第一版．[3]张耀天．电力系统继电保护技术现状与发展研究[J]．现代商贸工业，2010(24)．