电力系统继电保护技术发展综述

电力系统继电保护技术发展综述

引言

当前电力系统中应用的相关技术已经实现了较大的突破，但在各种技术的应用过程中，经常会由于一些非正常因素而导致电力系统出现故障或难以正常运行的情况，常见的有单相接地故障、双相接地故障等，只有在对我国电力系统继电保护技术的发展历程以及技术应用现状充分了解的基础上，才能有效的避免这些故障对电力系统产生的威胁，从而提高电力系统运行的安全性和可靠性。

1 电力系统继电保护

1.1 继电保护的概念和任务

电力系统继电保护技术主要用于电力系统故障的快速切除，在电力系统发生故障而不能正常运行时，电力系统继电保护技术的应用可以在电力系统发生故障时，及时发出警报或跳闸以终止电力系统的运行，及时消除电力系统出现的反常状况。完整的继电保护装置包括测量部分、逻辑部分和执行部分三种，这三部分之间是互相承接的关系。首先，测量部分负责测量被保护装置的工作状态和相关电气参数，判定保护装置的启动状态。其次，逻辑部分是根据测量部分的结果进行

逻辑输出，进一步确定保护装置的动作。最后，执行部分的主要工作是将来自逻辑部分的各种信号接收并处理，同时完成跳闸和发出信号等任务。

顾名思义，继电保护技术的任务是保证电力系统的安全运行，在实际操作中，继电保护的主要任务表现在以下几个方面：

（1）快速有效的切除电力系统故障原件，迅速恢复正常供电。

（2）反应电气设备的运行状态，在运行状态异常时及时发出信号，方便工作人员及时对故障进行处理或自动调整。

（3）配合供配电系统，根据具体的故障类型选择合适的处理方法，以缩短停电事故的时间，提高供电系统运行稳定性和可靠性。

1.2 电力系统继电保护的基本特点

首先，选择性是电力系统继电保护的一个主要特点，当电力系统中的电路和设备发生短路等故障问题时，保护装置会作出相应的动作来将故障切除，或是由相邻的设备或是线路来实现这一动作。其次是速动性，主要表现在电力系统继电保护装置能够在故障发生时，快速的做出反应，及时将故障切除，避免造成不必要的麻烦，降低设备的

损坏程度，对设备和系统运行的稳定性都十分有利。然后是灵敏性，与速动性类似，主要在于继电保护装置的反应速度快，能十分灵敏的对系统故障做出反应，做出迅速且正确的动作，电力系统中不同的保护装置灵敏度不同，可以以相应的灵敏系数来衡量。最后是可靠性，电力系统继电保护设备能够有效的保证系统的安全稳定工作。

2 电力系统继电保护技术应用

2.1 电力系统继电保护技术发展历程

电力系统继电保护技术经历了四个不同阶段的发展，分别是机电式继电保护、晶体管继电保护、基于集成运算放大器的集成电路保护和微机保护。在20世纪90年代以前是前三种继电保护技术应用最为广泛的时期，在随后的阶段，继电保护技术逐渐开始想微机保护方面迈进。当前的微机保护的逻辑处理能力、计算能力和记忆能力等都比以往的保护技术要强大许多，在传统保护技术的基础上，微机保护还具备了故障测距和故障录波的功能，目前在相关领域内已经实现了较为深入的应用。相信随着计算机技术的进一步发展，计算机领域内的一些新型的控制原理和方法都能在电力系统继电保护领域内得到新的应用，推动继电保护技术像更高层次的方向发展。

2.2 电力系统继电保护技术应用现状

电力系统继电保护技术应用的作用和目的都是为了及时将发生故障的原件切除，有效的降低故障的影响范围，确保电力系统的正常运行。电力系统继电保护技术的应用可分为以下几个方面：（1）线路保护。最常采用的是二段和三段式的电流保护，一段、二段和三段式分别是指电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护。（2）母联保护。需要与限时电流速断保护和过电流保护同时装设才能发挥作用。（3）主变保护。包括主保护和后备保护，前者的主要内容由重瓦斯保护、差动保护，后者主要包括复合电压过流保护，过负荷保护等。（4）电容器保护。主要用于保护电容器可能会出现的过流、过压或失压等故障。

继电保护系统对电力系统的运行尤为重要，要保证继电保护设备的高效运行，就要继电保护装置能够及时得到足够多的电力系统的故障信息，提高继电保护的可靠性。这就要求在各继电保护单元间能够尽可能的实现整个系统范围内故障信息和数据的共享，实现各单元间协调动作，进一步保证电力系统的安全高效运行。

3 电力系统继电保护技术的发展

3.1 智能化的继电保护技术

近年来，随着人工智能技术的发展，神经网络、遗传算法和模糊逻辑等技术在电力系统中都得到了一定程度的应用，并且具有十分广阔的发展空间。人工神经网络可以分布式的存储信息，可以实现自动处理和学习等目标，在未来电力系统继电保护技术的发展方面，将会利用人工智能技术来实现对故障类型的自动判别、距离的测定以及对各种主设备的保护等工作。

3.2 广域保护系统

广域保护技术致力于对故障进行精准、可靠、快速的发现和切除，同时还能对故障切除可能对系统产生的影响进行分析，并针对相应的情况，采取相应的控制措施，保证系统的安全稳定运行。目前的广域保护系统功能主要有两种：（1）利用广域信息来进行安全监视和控制，实现广域信息的安全利用。（2）利用广域信息完善继电保护的功能。