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1、电力系统继电保护新技术的发展探讨 【摘要】：近年来，我国电网在国家安排与政策的扶持下，得到了大力的发展，电网覆盖的广度与深度都有了很大的提高，同时发展的还有特高压输电，这就对电力和机械的爱护提出了更高的要求。继电爱护是电网爱护的重要组成部分，本文回顾了我国电力系统继电爱护技术发展的过程，概述了微机继电爱护技术的成就，提出了将来继电爱护技术发展的趋势是：计算机化，网络化，爱护、限制、测量、数据通信一体化和人工智能化 【关键词】：电力系统；新技术；智能化；发展 0.引言 伴随着现代科学技术的持续发展与社会现代化建设进程日益完善，整个电力系统的发展备受各方关注与重视。社会大众日常生产生活的开展均须要
2、电力系统的平安牢靠运行为其供应牢靠性保障。其中，继电爱护技术的应用无疑有着重要意义，继电爱护技术从电磁式继电爱护发展为晶体管型继电爱护，继而随着集成电路的应用和后来基于互联网技术的智能化系统的部署，继电爱护技术正变的越来越智能化和人性化。 1.继电爱护的发呈现状 电力系统的飞速发展对继电爱护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电爱护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电爱护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。 50年头，我国工程技术人员创建性地汲取、消化、驾驭了国外先进的继电爱护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电爱护理论造诣和丰富运
3、行阅历的继电爱护技术队伍，对全国继电爱护技术队伍的建立和成长起了指导作用。 50年头末时，晶体管继电爱护已在起先探讨。60年头中到80年头中是晶体管继电爱护蓬勃发展和广泛采纳的时代。其中天津高校与南京电力自动化设备厂合作探讨的500kV晶体管方向高频爱护和南京电力自动化探讨院研制的晶体管高频闭锁距离爱护，运行于葛洲坝500kV线路上，结束了500kV线路爱护完全依靠从国外进口的时代。 在此期间，从73年头中，基于集成运算放大器的集成电路爱护已起先探讨。到80年头末集成电路爱护已形成完整系列，渐渐取代晶体管爱护。到90年头初集成电路爱护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路爱护时代。在这
4、方面南京电力自动化探讨院研制的集成电路工频改变量方向高频爱护起了重要作用。 我国从73年头末即已起先了计算机继电爱护的探讨，高等院校和科研院所起着先导的作用，不同原理、不同机型的微机线路和主设备爱护各具特色，为电力系统供应了一批新一代性能优良、功能齐全、工作牢靠的继电爱护装置。随着微机爱护装置的探讨，在微机爱护软件、算法等方面也取得了许多理论成果。可以说从90年头起先我国继电爱护技术已进入了微机爱护的时代。 2.继电爱护新技术发展 继电爱护技术将来趋势是向计算机化，网络化，智能化，爱护、限制、测量和数据通信一体化发展。 2.1 计算机化 随着计算机硬件的迅猛发展，微机爱护硬件也在不断发展。原华
5、北电力学院研制的微机线路爱护硬件已经验了3个发展阶段：从8位单CPU结构的微机爱护问世，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模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。华中理工高校研制的微机爱护也是从8位CPU，发展到以工控机核心部分为基础的32位微机爱护。 南京电力自动化探讨院一起先就研制了16位CPU为基础的微机线路爱护，已得到大面积推广，目前也在探讨32位爱护硬件系统。东南高校研制的微机主设备爱护的硬件也经过了多次改进和提高。电力系统对微机爱护的要求不断提高，除了爱护的基本功能外，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，强大的通信实力，与其它爱
6、护、限制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的实力，高级语言编程等。这就要求微机爱护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机爱护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电爱护装置。由于当时小型机体积大、成本高、牢靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机爱护装置大小相像的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电爱护的时机已经成熟，这将是微机爱护的发展方向之一。继电爱护装置的微机化、计算机化是不行逆转的发展趋势。但对如何更好地满意电力系统要求，如何进一步提高继电爱护的牢靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行详细深化的探讨。 2.2 网络化
7、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改变。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域供应了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动爱护、纵联爱护外，全部继电爱护装置都只能反应爱护安装处的电气量。继电爱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。国外早已提出过系统爱护的概念，这在当时主要指平安自动装置。因继电爱护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的平安稳定运行。这就要求每个爱护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个爱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
8、动作，确保系统的平安稳定运行。明显，实现这种系统爱护的基本条件是将全系统各主要设备的爱护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机爱护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。 对于一般的非系统爱护，实现爱护装置的计算机联网也有很大的好处。继电爱护装置能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的推断和故障距离的检测愈精确。对自适应爱护原理的探讨已经过很长的时间，也取得了肯定的成果，但要真正实现爱护对系统运行方式和故障状态的自适应，必需获得更多的系统运行和故障信息，只有实现爱护的计算机网络化，才能做到这一点。 由上述可知，微机爱护装置网络化可大大提高爱护性能和牢靠性，这是微机爱护发展的
9、必定趋势。 2.3 爱护、限制、测量、数据通信一体化 在实现继电爱护的计算机化和网络化的条件下，爱护装置事实上就是一台高性能、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。它可从网上获得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爱护元件的任何信息和数据传送给网络限制中心或任一终端。因此，每个微机爱护装置不但可完成继电爱护功能，而且在无故障正常运行状况下还可完成测量、限制、数据通信功能，亦即实现爱护、限制、测量、数据通信一体化。 目前，为了测量、爱护和限制的须要，室外变电站的全部设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必需用限制电缆引到主控室。所敷设的大量限制电缆不但要大
10、量投资，而且使二次回路特别困难。但是假如将上述的爱护、限制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被爱护设备旁，将被爱护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的限制电缆。假如用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器和光电压互感器已在探讨试验阶段，将来必定在电力系统中得到应用。在采纳OTA和OTV的状况下，爱护装置应放在距OTA和OTV最近的地方，亦即应放在被爱护设备旁边。OTA和OTV的光信号输入到此一体扮装置中并转换成电信号后，一方面用作爱护的计算推断；另一方面作为测量量，通过网络送到主控室。从主控室通过网络可
11、将对被爱护设备的操作限制吩咐送到此一体扮装置，由此一体扮装置执行断路器的操作。11012年天津高校提出了爱护、限制、测量、通信一体化问题，并研制了以TMS320C25数字信号处理器为基础的一个爱护、限制、测量、数据通信一体扮装置。 2.4 智能化 近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电爱护领域应用的探讨也已起先。神经网络是一种非线性映射的方法，许多难以列出方程式或难以求解的困难的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开状况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离爱护很难正确作出故障位置的判别，从
12、而造成误动或拒动；假如用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种状况，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困难问题的实力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。 智能电网里的自适应继电爱护的基本思想是变更传统继电爱护“事先整定，实时动作，定期检验”的模式，通过跟踪电力系统运行方式网络拓扑结构的改变，实时整定爱护的定值，特性和动作性能，实现爱护性能的自寻优。对于区域电网的智能化可以实行自协调区域继电爱护限制技术，它事实上属于继电爱护和电力系统限制之间的限制策略，其限制目标不在于电力元件的平安，而在于对整个区域电网的限制到最优化
13、.下图为自适应爱护的结构示意图 3 结束语 现代电力系统是一个由电能产生、输送、安排和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电爱护不断提出新的要求，在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响，因此继电爱护技术须要大力发展。电力系统伴随计算机技术、通信技术的发展，继电爱护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电爱护技术发展的趋势为计算机化、网络化、爱护、限制、测量、数据通信一体化和人工智能化，为电力工业的快速发展供应了更牢靠、稳定、完善的爱护。继电爱护必将随着各种技术的进步和发展呈现更新的特征，也将获得更广泛的应用。这对继电爱护工作者提出了艰难的任务，也开拓了更广袤的天地。 【参考文献】 1周思宇.关于电机系统继电爱护的探讨J.电力科技.2022：89-103 2郭明.电力系统继电爱护新技术探讨J.电力科技.2022：182-1101 3 段玉清，贺家李.基于人工神经网络方法的微机变压器爱护.中国电机工程学报，19101 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页