電力系統繼電保護技術現狀與發展

【摘要】　回顧了我國電力系統繼電保護技術發展之過程，概述了微機繼電保護技術之成就，提出了未來繼電保護技術發展之趨勢是：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化。陽光電子學校維修專家分析認為：
【關鍵詞】　繼電保護　現狀　發展

1　繼電保護發展現狀

　　電力系統之飛速發展對繼電保護不斷提出新之要求，電子技術、計算機技術與通信技術之飛速發展又為繼電保護技術之發展不斷地注入了新之活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年之時間里完成了發展之4個歷史階段。陽光電子學校維修專家分析認為：
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年之時間里走過了先進國家半個世紀走過之道路。陽光電子學校維修專家分析認為：50 年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進之繼電保護設備性能和運行技術［1］，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗之繼 電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍之建立和成長起了指導作用。陽光電子學校維修專家分析認為：阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進之繼電器制造技術，建立了我國自己之繼電器制造 業。陽光電子學校維修專家分析認為：因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學之完整體系。陽光電子學校維修專家分析認為：這是機電式繼電保護繁榮之時代，為我國繼電保護技術之發展奠定了堅實 基礎。陽光電子學校維修專家分析認為：
自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。陽光電子學校維修專家分析認為：60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用之時代。陽光電子學校維修專家分析認為：其中天津大學與南京電力自動化設備廠 合作研究之500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制之晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500 kV線路上［2］，結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口之時代。陽光電子學校維修專家分析認為：
在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器之集成電路保護已開始研究。陽光電子學校維修專家分析認為：到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。陽光電子學校維修專家分析認為：到90年代初 集成電路保護之研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。陽光電子學校維修專家分析認為：在這方面南京電力自動化研究院研制之集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用 ［3］，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制之集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。陽光電子學校維修專家分析認為：
我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護之研究［4］，高等院校和科研院所起著先導之作用。陽光電子學校維修專家分析認為：華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、 天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式之微機保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：1984年原華北電力學院研制之輸電線路微機保 護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發展史上新之一頁，為微機保護之推廣開辟了道路。陽光電子學校維修專家分析認為：在主設備保護方面，東南大學和華中理 工大學研制之發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。陽光電子學校維修專家分析認為：南京電力自動化研究院研制之微機線路保 護裝置也于1991年通過鑒定。陽光電子學校維修專家分析認為：天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制之微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制之正序故障 分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。陽光電子學校維修專家分析認為：至此，不同原理、不同機型之微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優 良、功能齊全、工作可靠之繼電保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：隨著微機保護裝置之研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。陽光電子學校維修專家分析認為：可以說從90年代開始我國繼電保護技 術已進入了微機保護之時代。陽光電子學校維修專家分析認為：

2　繼電保護之未來發展

　　繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。陽光電子學校維修專家分析認為：

2.1　計算機化
　　隨著計算機硬件之迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。陽光電子學校維修專家分析認為：原華北電力學院研制之微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段：從8位單CPU結 構之微機保護問世，不到5年時間就發展到多CPU結構，后又發展到總線不出模塊之大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。陽光電子學校維修專家分析認為：華中理工大學研制之微機保護 也是從8位CPU，發展到以工控機核心部分為基礎之32位微機保護。陽光電子學校維修專家分析認為：
南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎之微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統。陽光電子學校維修專家分析認為：東南大學研制之微機主設 備保護之硬件也經過了多次改進和提高。陽光電子學校維修專家分析認為：天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎之微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器 (DSP)為基礎之保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全之32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算 機。陽光電子學校維修專家分析認為：采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率之限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受之；更重要之是32位微機 芯片具有很高之集成度，很高之工作頻率和計算速度，很大之尋址空間，豐富之指令系統和較多之輸入輸出口。陽光電子學校維修專家分析認為：CPU之寄存器、數據總線、地址總線都是32位 之，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。陽光電子學校維修專家分析認為：
電力系統對微機保護之要求不斷提高，除了保護之基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據之長期存放空間，快速之數據處理功能，強大之通信能力，與其 它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源之能力，高級語言編程等。陽光電子學校維修專家分析認為：這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機之功能。陽光電子學校維修專家分析認為：在計算機保護發 展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實之。陽光電子學校維修專家分析認為：現在，同微機保護裝置大小相似之工控 機之功能、速度、存儲容量大大超過了當年之小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護之時機已經成熟，這將是微機保護之發展方向之一。陽光電子學校維修專家分析認為：天津大學已研制成用同 微機保護裝置結構完全相同之一種工控機加以改造作成之繼電保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：這種裝置之優點有：(1)具有486PC機之全部功能，能滿足對當前和未來微機保護之 各種功能要求。陽光電子學校維修專家分析認為：(2)尺寸和結構與目前之微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣之工作環境，成本可接受。陽光電子學校維修專家分析認為：(3) 采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同之保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。陽光電子學校維修專家分析認為：
繼電保護裝置之微機化、計算機化是不可逆轉之發展趨勢。陽光電子學校維修專家分析認為：但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護之可靠性，如何取得更大之經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入之研究。陽光電子學校維修專家分析認為：\

2.2　網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代之技術支柱，使人類生產和社會生活之面貌發生了根本變化。陽光電子學校維修專家分析認為：它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領 域提供了強有力之通信手段。陽光電子學校維修專家分析認為：到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處之電氣量。陽光電子學校維修專家分析認為：繼電保護之作用也只限于切除故障元 件，縮小事故影響范圍。陽光電子學校維修專家分析認為：這主要是由于缺乏強有力之數據通信手段。陽光電子學校維修專家分析認為：國外早已提出過系統保護之概念

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