电力系统继电保护发展论文

电力系统继电保护发展论文

摘要：新形势下，继电保护作为电力系统的安全卫士，要做好电力系统继电保护工作，要及时掌握继电保护技术发展的方向，为实现继电保护的计算机化、网络化以及保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化而努力奋斗。

随着经济和社会的快速发展，电力系统的规模和容量也随之不断扩大。电力系统在运行中，由于电气设备的绝缘老化、损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态。这些故障可能会发展成事故，使整个电力系统或其中部分系统的正常工作遭到破坏，造成对用户少送电、停止送电或电能质量降低等现象，因而对电力系统进行继电保护就显得尤为重要。现代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。

一、继电保护装置的选择

为完成继电保护的基本任务，对于动作于断路器跳闸的继电保护装置，必须满足以下四项基本要求：

（一）选择性

选择性是指电力系统发生故障时，继电保护仅将故障部分切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量缩小停电范围。继电保护装置的选择性，是依靠采用合适类型的继电保护装置和正确选择其整定值，使各级保护相互配合而实现的。

（二）快速性

为了保证电力系统运行的稳定性和对用户可靠供电，以及避免和减轻电气设备在事故时所遭受的损害，要求继电保护装置尽快地动作，尽快地切除故障部分。但是，并不是对所有的故障情况，都要求快速切除故障，应根据被保护对象在电力系统中的地位和作用，来确定其保护的动作速度。

（三）灵敏性

灵敏性是继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常工作状态的反应能力，一般以灵敏系数K表示。灵敏系数K越大，说明保护的灵敏度越高。每种继电保护均有特定的保护区（发电机、变压器、母线、线路等），各保护区的范围是通过设计计算后人为确定的，保护区的边界值称为该保护的整定值。

（四）可靠性

可靠性是指当保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置能够可靠动作而不致拒绝动作，而在电气设备无故障或在保护范围以外发生故障时，保护装置不发生误动。保护装置拒绝动作或误动作，都将使保护装置成为扩大事故或直接产生事故的根源。因此，提高保护装置的可靠性是非常重要的。

以上对继电保护装置所提出的四项基本要求是互相紧密联系的，有时是相互矛盾的。例如，为了满足选择性，有时就要求保护动作必须具有一定的延时，为了保证灵敏度，有时就允许保护装置无选择地动作，再采用自动重合闸装置进行纠正，为了保证快速性和灵敏性，

有时就采用比较复杂和可靠性稍差的保护。总之，要根据具体情况（被保护对象、电力系统条件、运行经验等），分清主要矛盾。

二、继电保护技术的发展趋势

（一）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。微机保护硬件水平也在不断提高。电力系统对微机保护的要求水平与日俱增，除了进行继电保护的摹本功能外，还应具有以下更多功能：大容量的故障信息和数据的长期存放功能；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来共享全系统的数据；具有信息和网络资源的管理功能；高级语言编程功能等。以上这些新型的功能要求电力系统微机保护装置应具有相当于l台PC机的功能。近年来，我国电力系统继电保护的微机化比例越来越高，特别是高压以上的电力系统继电保护系统。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。该类装置的优点有：（1）具有486PC机的全部功能，能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。（2）尺寸和结构与目前的微机保护装置相似，工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境，成本可接受。（3）采用STD总线或PC总线，硬件模块化，对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。

（二）网络化

因随着信息技术的飞速发展，计算机网络技术作为信息和数据通信的工具，现已成为信息时代的支柱性技术。因电力系统继电保护的

作用不只仪限于切除故障元件和缩小事故的影响范围，而且要保证电力系统的安全稳定运行，这就要求系统内的每个保护单元都能共享电力系统的运行数据和故障信息数据。在分析这些信息和数据的基础上，系统内的各个保护单元与重合闸装置要协调动作，从而确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种电力系统继电保护的基本条件是将电力系统内的各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，从而实现微机保护装置的网络化。综上，电力系统微机保护装置网络化可大大提高电力系统的保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。

（三）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。

（四）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。众所周知，电力系统继电保护是一种普遍的离散控制，分布予系统的各个环节中，而对系统状态（正常或事故）进行判断，

即状态评估，是实现保护正确动作的关键。由于人工智能的逻辑思维和快速处理能力，人工智能已成为在线状态评估的重要工具，越来越多地应用于电力系统的多个方面中，特别是继电保护方面，其在控制、管理及规划等领域中也发挥着重要作用。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。人工智能技术在继电保护领域的应用，可以解决用常规方法难以解决的问题。

三、结语

新形势下，继电保护作为电力系统的安全卫士，要做好电力系统继电保护工作，要及时掌握继电保护技术发展的方向，为实现继电保护的计算机化、网络化以及保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化而努力奋斗。由于微机保护具有强大的逻辑分析、判断和数值计算的能力，并可以利用网络进行通信，通过广域保护和电网的信息交换来提高保护装置的性能的自适应、基于多agent的保护以及广域保护引起了国内外电力界学者和工程技术人员的广泛重视，经过长期不懈地努力，已取得初步的成果。

参考文献

[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]陈德树，张哲，尹项根.微机继电保护[M].北京：中国电力出版社，2000.

[3]崔家佩，孟庆炎.电力系统继电保护与安全自动化装置整定计算[M].北京：中国电力出版社，1993.