机电一体化中继电器保护的现状与发展

摘 要：随着几点一体化的迅速发展，本文提出一种新型的电动机的执行机构的设计方案，将其结构的各个功能元件等详细进行了介绍，包括其选型、设计、阀位和速度的控制原理、各种问题的解决办法等。结果表明，该继电器具有动作快、便于计算机通讯等优点，展示出了机电一体化方便快捷的优势。

关键词：继电器 机电一体化 现状 发展

在现代化的生产过程中，执行机构起到了必不可少的作用，是自动控制系统中的重要组成部分。现在执行机构中出现了一些问题，例如机械传动机构多、控制手段落后、可靠性差等缺点。电力系统的发展对继电器提出了更加高的要求，电子技术、通信技术、计算机技术的发展都为继电器的快速发展提供了很好的基础，继电器保护技术发展越来越显示出优势。

一、继电保护发展现状分析

电力系统的发展在40几年的时间之内十分迅速，不断地得到新的技术和信息的注入，促使继电保护的发展很快的完成了四个重要的历史阶段。

新中国成立之后，我国的继电保护设计、继电保护学科、继电器制造和保护技术等都是刚刚开始，以前是不存在的，在这从无到有的时刻得到了很好的发展，10年的时间中发展是先进国家半个世纪完成的道路的总和，发展在初始的阶段就得到了很好的开端。50年代，我国的工程技术人员经过一系列的研究，对于国外的先进技术进行了一定的吸收，掌握了先进的技术能力，对于继电器的设备性能和运行技术都有了比较深刻的认识，在国内组建了一支有着深厚继电保护理论和实践经验的技术队伍，对全国的继电保护装置起到一个系统的指导和管理工作。另外阿城继电厂引进了当时国外先进的继电保护技术，在我国建立了自己的继电器制造中心，经过完善之后，在60年代，我国已经建立了完善的继电保护研究中心，集设计、制造、运行和教学与一体，这个时代是繁荣的，继电保护技术的发展得到了巩固和发展。

70年代开始，继电器的研究已经发展到集成电路保护阶段，运算放大器，80年代的时候已经初步形成了完成的系统和系列，晶体管保护组件被取代，90年代的时候集成电路保护生产、应用仍然是主体，这个时期是集成电路的保护时代，南京电力自动化研究院研制出了集成电路工频变化量方向高频保护，天津大学与其合作研制的集成电路电压不产方向高频保护也在实际中得到很大的应用，在多条200kv和500kv的线路上运行。

二、继电保护的未来发展

继电保护技术发展的未来方向是多方向的，逐步走向计算机化、网络化、智能化、保护、控制和数据通信一体化。

1、计算机化。

计算机的硬件在不断的快速发展之中，微机保护硬件的发展也得到了不断的进步。例如原华北电力学院在微机线路保护硬件的研制中经历了3个时期，开始是8单位的CPU结构微机保护问世，后来5年时间之内就发展到大模块结构，总线不必出模块，性能得到很大的提升，广泛得应用于市场。华中理工大学的微机保护硬件的研制也是从开始的8位CPU，发挥到了32位人工控机核心部分。

东南大学研制的微机主设备保护硬件经过多次的改进和提升才得到比较稳定的效果。南京电力自动化研究院开始就是研制的16位的CPU基础的微机线路保护，得到了大面积的推广，目前正在研究32位保护系统。天津大学也是开始从16位系统开始研究，1988年开始就在研究32位数字信号处理器为基础的集保护、控制、测量为一体的微机保护装置。目前正在于珠海的晋电自动化设备公司烟具制作32位大模块功能齐全的设备，32位微机芯片具有很高的的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口，CPU 的寄存器，数据总线，地址总线都是32 位的，具有存储器管理功能，存储器保护功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU 内。

继电器保护装置的计算机化的发展是不可逆的进步，进一步的满足了电力系统的要求，提高了继电保护装置的可靠性。

2、网络化。

计算机网络是信息时代的信息和数据通信工具，是人类生产和生活变化的主要创造者，对于工业领域的各个方面都有着很深刻的影响，为各个领域提供了很强有力的通信手段。目前为止，基本上所有的继电保护装置都只能够反应保护处安装处的电气量，其作用也仅限于故障原件的切除。这主要的原因是强有力的通信手段的缺失，国外的继电保护概念提出较早，其作用和范围也不只是局限于切除故障元件，还需要能够保证全系统的安全和稳定。要求每个单元都能够共享到全系统的运行信息和故障信息，各个保护单元在数据上能够保持协调，确保系统安全稳定的运行。这样的保护系统要求各个设备能够利用计算机网络联接起来，实现网络化的保护装置，这是完全得以实现的。

一般的非系统保护装置实现网路化的保护也是有很大的好处的，网路化的保护装置能得到更多的故障信息，在进行处理的时候能够对于故障的性质、位置的判断有更加准确的定位，检测更加准确，提高保护的可靠性。例如，天津大学1993年针对于三峡大坝水电站5000kV超高压多回路的母线保护提供了一种分布式的母线保护原理，这个原理就是将传统的集中式母线保护分散开来，形成若干个保护单元，分散设置在回路保护屏上，利用计算机网络技术连接起来。比起传统的集中式母线保护装置，分散式具有更加好的隔离性，一个保护单元大吼道干扰或者是出现计算错误，只是本电路会跳开，不会造成整个母线被切除的恶性事故，提高了保护的准确性，对于三峡大坝的超高压母线系统具有很重要的意义。

3、保护、控制、测量、数据通信一体化。

继电器在实现了计算机化和网络化的情况下实际就是一台高性能的计算机，是电力系统的智能终端。可以从电力系统中获得任何的心和和数据，将被保护的原件数据很好的传输。每个微机保护装置不仅能股实现保护功能，而且能够完成测量、控制、数据、数据通信功能，实现了一体化。

目前，为了测量、控制和保护的需要，室外的所有设备、变压器和线路等的二次电压和电流都必须将控制电缆引导主控室，这样需要大的投资，而且回路很复杂，但是如果采用一体化的计算机装置就可以将室外变电站装置就地安装在被保护装置旁，将电压和电流值转化成数字信息后传送到主控室，免除了大量的控制电缆。

4、智能化

近年来，人工智能技术大大的应用到了继电保护领域中，例如神经网络、遗传算法、模糊逻辑、进化规则等。神经网络在继电保护领域是一种非线性的映射方法，对于很难列出方程式的难题就可以应用神经网络的方法将其迎刃而解。例如，在研究输电线两侧系统电势角度摆开情况下对于过度电阻短路的研究中，距离保护很难正确定位，容易造成拒动和误动，神经网络方法应用的情况下，可以在发生任何故障的情况下都正确判断。这些智能化的技术都能够减少计算的复杂性，而且使求解的速度更加快速。由此可见，人工智能技术在继电保护领域中得到应用是一种必然性。

三、小 结

在机电一体化的控制问题中，继电器起到了很重要的作用，是一种新型的终端控制单元，通过内部集成的一体化变频器来进行控制的，因此，同一台的装置在一定的范围内有着不同的力矩和速度。建国以来，我国的继电器经过了四个重要的发展时期，得到了飞跃般的进步，到达现在的较为先进的阶段。机电一体化产品的性能优秀，成本低而且质量好，可以根据市场的需要来进行产品的调整和改革，无需更换设备，实现了文明生产，技术得到革新。本文就其中继电器的保护现状和发展问题作出了几点探讨，对以后的继电器发展提供一定的参考。

参考文献：

[1]杨自厚.人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J].冶金自动化.1994（5）.

[2]王俊普.智能控制[M].合肥：中国科学技术大学出版社.1996.

[3]段际英.光电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版社.2003.

推荐访问： 机电一体化 现状 电器 保护 发展

---