论电力系统继电保护技术的现状与发展

摘 要:回顾我国电力系统继电保护技术发展的过程,概述微机继电保护技术的成就,提出未来继电保护技术发展的趋势: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。

关键词:继电保护;现状;发展

中图分类号:TP

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)09-0331-01

1 继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保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保护技术的发展不断地注入了新的活力。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,揭开了我国继电保护发展史上新的一页。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护。变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2 继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、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,微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,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,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。

继电保护装置的微机化、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。

2.2 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,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。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联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势

2.3 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。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、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保护设备旁,通过计算机网络送到主控室,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。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;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将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。

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的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,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情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,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。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

3 结束语

建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为: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,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

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