电力系统继电保护技术发展历程

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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—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， Ｈ 亦Ｂ实现保护 、 控制、 测量、 数据通信—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， 如变压器、 线路等的二次电压、 电 流都必须用控制电缆引到主控室。 所敷没的大量控 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 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 ， 将被保护设备的电压 、 电流量在此装 置内转换成数字量后 ，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 （Ｔ ） ０ Ａ和光 电 压互 感 器 （Ｔ ０ Ⅵ已在 研究 试 验 阶 段， 将来必然在电力系统中得到应用。在采用 Ｏ Ａ Ｔ 和 Ｏ Ｖ的情 况下 ，保护装置应放 在距 Ｏ Ａ和 Ｔ Ｔ Ｏ Ｖ最近的地方 ．亦即应放在被保护设备附近。 Ｔ Ｏ Ａ和 Ｏ Ｖ的光信号输入到此一体化装置 巾并 Ｔ Ｔ 转换成电信号后，一方面用作保护的计算判断； 另 方 面作为澳 量 ， 过 网络送到 主控 室 。从主 控 垣 通 室通过网络可将ｘ 被保护设备的操作控制命令送 ｌ ｆ 到此—体化装置， —体化装置执行断路器的操 由Ｉ 作。 ３ ３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。 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 。
的微机线路保护硬件已经历了 ３个发展阶段 ： ８ 从 ｆ￣ Ｃ Ｕ结构的做饥保护问世 ，不到 ５ ＿ ｔ Ｐ 年时间就 发展到多 Ｃ Ｕ结构，后又发展到总线不出模块的 Ｐ 大模块结构， 性能大大提高 ， 得到了广泛应用。 华中 理工大学研制的微机保护也是从 ８ Ｃ Ｕ，发展 位 Ｐ 到以工控机核 部分为基础的 ３ 位微机保护。 ２ 采用 ３ 位微机芯片并非只着跟于精度 ， ２ 因为 精度受 Ａ Ｄ转换器分辨率的限制， ／ 超过 １ 位时在 ６ 转换速度和成本方面都是难以接受的； 更重要的是 ３ 位微机芯片具有很高的集成度 ， ２ 很高的工作频 率和计算速度， 很大的寻址空问， 丰富的指令系统 和较 多的输 入输 出 口。 Ｐ Ｃ Ｕ的寄存 器 、 数据总线 、 地 址总线都是 ３ 位的， ２ 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（ａｈ）］ Ｃ ｃ ｅ１ ￣ 浮点数部件都集成在 Ｃ Ｕ内。 Ｐ 电力系统列缁 Ｌ 妒 的要求不断提高 ，除了 Ｉ 异 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 Ｐ Ｃ机的功能。 在计算机保护发展初期 ， 曾设想过用 台小型计算机作成继电保护装置。 由于当时小型 机体积大、 成本高、 可靠性差 ， 这个设想是不现实 的。现在 ， 微机保护装置大小相似的工控机的功 同 能、速度 、存储容量大大超过了当年的小型机， 因 结束语 此，用成套工控饥作成继电保护的时机 已经成熟 ， 建国以来， 我国电力系统继电保护技术经历 这将是微机保护的发展方向之一。 这种装置的优 了４ 寸 随着电力系 代。 统的高速发展和计 算机技 有： 具有 ４ ６ Ｃ机的全部功能 ， ８Ｐ 能满足对 当前和 术、 通信技术的进步 ， 继电保护技术面临着进一步 未来微机保护的各种功能要求。 尺寸和结构与目 发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为： ｂ 前的微机保护装置相似 ， 工艺精 良、 防震 、 防过热、 计算机化， 网络化 ， 保护、 控制 、 测量、 数据通信—体 防 电磁 干扰 能力 强 ，可 运行 于非 常恶 劣 的工 作环 化和人工智能化， 这对继电保护工作者提出了艰巨 境， 成本可接受。睬 用 Ｓ Ｄ总线或 Ｐ Ｔ Ｃ总线 ， 硬件 的任务 ， 也开辟了活动的广阔天地。 模块化，对于不同的保护可任意选用不同模块 ， 配 参 考文献 置灵活、 容易扩展。我公司目 前所采用微机保护就 『王梅 义． 电网继 电保护 运行 技 术『 北 京 ： １ １ 高压 Ｍｌ 电 为此种类型保护继电保护装置的微机化、 计算机化 力工 业 出版社 ．９ １ １８． 是不可逆转的发展趋势。 但对如何更好地满足电力 ｆ葛耀中． ２ １ 数字计算机在继电保护 中的应用 继电 系统要求 ，如何进一步提高继电保护的可靠性 ： 如 器 ．９ ８ ） １７（． ３ 何取得更大的经济效益和社会效益， 尚须进行具体 【Ｊ 奇逊 ． 型杌 继 电保 护基 础 北 京 ： ３ 杨 微 水利 电力 深入 的研究 。 出胚弛 ．９ ８ １ ８． 作 者简 介 ： 宗昊（９ ５ ）男 ， 潘 １８ 一 ， 黑龙 江省哈 尔 ３ ２保护 、 控制、 测量、 数据通信一体化 。在实
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批新一代性能优 良、 功能齐全 、 工作可靠的继电 保护装置。随着｛ Ｌ 装置的研究 ， 保护 在微机保护 软件、 算法等方面也取ｊ了很多理论成果。可以说 导 从 ２ 世纪 ９ 年代开始我国继电保护技术已进入 ０ ０ 了 微机保护的时代。现在我国电 力系统新建、 改扩 建均已采用微机保护。 前我公司在煤带油供气锅 目 炉装置所采用的 ４ ３台继电保护、新更换完成的二 罐区、 水 、 循 、 新污 二 老总变 、 新空分 ８ 面高压柜所 现继电保护的计算机化和网络化的条件下 ， ６ 保护装 滨人 。 采用的继电保护就为此保护。 这种微机保护装置功 置实际上就是一台高性能 、 多功能的计算机 ， 是整
发展 又为 继电保 护 技术 的发 展不 断地 注入 了新 的 微 保护硬件 也在 不断发 展。 Ｌ 原华 北电力 学院 研制
活力 ， 因此， 继电保护技术得天独厚 ， ４ 余年的 在 ０ 时间里完成了发展的４个历史阶段。 ＺＩ 传统电磁式继电保护。０ ２ 世纪 ５ 年代 ， ０ 我 唇工程技术人员创造性地吸收、 、 ｉ 消化 掌握了国外 先进的继电保护设备眭能和运行技术 ， 建成了一支 具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继 电保护技术队伍 ， 引进消化了当时国外先进的继电 器制造技术， 建立了我国自己的继电器制造业。在
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Hale Waihona Puke 重地位， 完善的继电保护是电力系统安全运行的关 期 即得到有效的保护、 减少了损失 、 电力系统得 使 键， 掌握继电保护基本知识 ， 了解继电保护的发展 到了快速保护。提高了电力系统稳定性。 历程成为电气运行维护人员的必备技能 ， 下面简要 ３继电保护的未来发展 介绍继电保护发展的几个阶段。 继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络 ２继电保 护发展 现状 化， 智能化， 保护 、 控制、 测量和数据通信一体化发 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新 展 。 的要求， 电子技术 、 计算机技术与通信技术的飞速 ３１ ．计算机化。随着计算机硬件的迅猛发展 ，
关 键 词 ： 电保 护 ： 机 保 护 ； 展 继 微 发
ｌ 棚述 能强大、 集保护、 控制、 测量和数据通信与—体化 、 个电力系统计算机网络上的—个智能终端。 它可从 继电保 护在 电力系统 安全运 行 中具有举 足轻 具有“ 四通” 功能。动作准确 、 使电器设备在故障初 网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，
科技论坛 ｌｉ ｌ
潘 宗昊
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电力系统继 电保 护 技术发展历 程
（ 国石 油哈 尔滨石 化 公 司供 电， 江 哈 尔滨 １０ ５ ） 中 黑龙 ５０ ６
摘 要： 回顾 了我 国电力 系统继 电保 护技 术发展 的过程 ， 述 了微机 继电保护技术 的成就 ， 出了未 来继电保 护技 术发展 的趋 势是 ： 概 提 计算机 化， 保护、 制、 控 测量、 数据通信一体化和人工智能化 。
２ ０世纪 ６ ０年代 中期 、 成 了继 电保 护研 究 、 计 、 建 设 制造、 运行和教学的完整体系。这段时期是传统电
磁式继电保护繁荣的时代 ， 为我国继电保护技术的 发展 奠定 了坚实 基础 。 我公 司 目前 总变 、 催变 、 三 重 整、 一常压 、 ６ ｖ ～循 ｋ 高压配电问保护均采用此电 磁式保护、 这种保护虽然运行可靠、 但是其保护功 能单一、 接线复杂、 动作不够准确 、 无法实现监测、 故障录波等附加功能、 现在已经远远不能满足我公 司电力系统发展要求。 ２ 晶体管式继 电 ． ２ 保护 。自２ 世纪 ５ 年代 ０ Ｏ 末， 晶体管继电保沪已在开始研究。２ 世纪 ６ 年 ０ ０ 代 中到 ２ Ｏ世纪 ８ 年代 中是 晶体 管 继 电保护 蓬勃 ０ 发展 和广 泛 采 用 的 时 代 。 其 中 我 国 自行 研 制 的 ５０ Ｖ晶体管方向高频保护和晶体管高频闭锁距 ０ｋ 离保护 ，运行 于葛洲坝 ５ ０ Ｖ线路上 ，结束 了 ０ｋ ５０ Ｖ线路保护完全依靠从国外进口的时代。 ０ｋ ２ 集成电路继电保护。从 ２ 世纪 ７ 年代 ３ ０ Ｏ 中， 基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研 究。 ２ 到 ０世纪 ８ ０年代末集成电路保护已形成完整 系列， 逐渐取代晶体管保护。到 ２ 世纪 ９ 年代初 ０ ０ 集成电路保护的研制 、 、 生产 应用仍处于主导地位 ， 这是集成电路保护时代。 ２ 微机继电保护。 ４ 我国从 ２ 世纪 ７ 年代未 ０ ０ 即已开始了ｔ算 机继电保护的研究， ｆ 高等院校和科 研院所起着先导的作用。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