浅谈继电保护的新技术及发展

浅谈继电保护的新技术及发展

作者：朱辉

来源：《中国科技纵横》2013年第18期

【摘要】继电保护可以在供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行，还能够完整地、安全地监视各种设备的运行状况。本文概述了电力系统继电保护的发展，分析了继电保护新技术在电力系统中的应用，展望了继电保护技术未来发展趋势。

【关键词】继电保护新技术趋势

1 电力系统继电保护

在电力系统当中，能够让其安全运行的装置主要是继电保护设备。继电保护发展的主要动力是最大限度的满足电力系统的正常运转。因此，对继电保护装置提出了四点要求：快捷、灵敏、可靠以及选择性。除此之外，继电保护装置还可以进行线路的保护，主变保护，电容器保护，因此，在工厂的高压供电系统当中、变电站等地点都普遍使用该装置。随着时代的不断发展，继电保护装置的技术和原理也发生了重大变革，构成继电保护装置的元器件也改头换面，先后经历了机电式、整流式、晶体格式、集成电路式以及微处理机式等这几个阶段。

2 电力系统继电保护新技术

近年来，科技的发展速度可谓是日新月异，继电保护当中更是融合了多种先进的高科技技术，比如IT技术的运用，就将保护、测量、控制以及数据通信结合起来；再如，通过光电互感器就可以将很好的将电流互感器的饱和问题很好的解决；此外，还把原来的机械触电继电器变成可编程控制器（PLC）。

（1）信息网络技术在继电保护中的应用：如今的继电保护技术发展已经摆脱了模拟式、数字式，更多的则是像信息技术方向发展，变电站已经进入到了自动化时代，相应的配置也越来越灵活、多变。比如，以前的变电站结合了自动化的传统方式，即监控系统利用的是远方终端装置（RTU），而遥信输入回路当中可以传递一些保护装置的相关信息，这些信息可以进入RTU，当然，也可以按照通信的相关协议通过串行口进行信息的传递。而如果变电站的综合自动化系统利用的是全分散式，即安装单位是以主设备来划分，而起到保护、控制的设备则分散开，安装到主设备附近。具体进行安装时又可以分为两种：一种是保护相对独立而测量与控制合在一体，比如SIEMENS的LSA678系统，另外一种则是将保护、控制以及测量结合在一起，如CSC-2000。

（2）可编程控制器在继电保护中的应用：可编程控制器（PLC）可以当作一种具有独特作用的工业计算机，这种器件广泛应用在起到控制作用的地方。控制系统当中的继电器系统，在组装时需要利用导线将各个零部件连接在一起，但是如果逻辑关系比较复杂，或者是每隔一定的时间就要改变操作任务，那么这种连接方式是不可取的，因此就需要利用可编程控制器（PLC），通过软件编程的方式来将各个零部件结合在一起，这样一方面简化了电路系统，另外PLC当中存在各种辅助继电器，这些完全可以代替传统模式下的机械触电继电器。

（3）新型互感器的应用：光电流互感器（OTA）、光电压互感器（OTA）和利用这种互感器的保护这三方面是继电保护的一个重大变革，并且在电力系统当中得到了广泛应用。目前，国外已经可以制造出OTA、OTV，而且可以当场进行运行，与传统的TA、TV相比，它们有着独特的优点：可以完全绝缘隔离高压与弱电；利用光纤传递信息，有效地避免电磁干扰；不存在CT饱和问题；有很宽的频率响应。这些优势使得保护性能更好，并且保护的应用条件也发生了改变。

（4）微机保护设计新思想：微机保护发展主要依赖于微机保护算法的更新，此外，模糊控制原理、综合优化原理以及自适应原理都在危机保护当中起到重要的作用。华北电力大学的四方研究所提出了一种新的设计理念，即采用网络化通用硬件平台以及层次性的软件结构平台，而且在此基础上还对网络应用的一些核心问题进行了深入研究和测试，结果表明网络应用拥有良好的可靠性能，此外，针对网络通信能力、智能检测等方面都提出了一些新的见解和思路。

3 继电保护技术未来发展趋势

（1）网络化：信息时代的发展离不开计算机网络以及数据通信技术的发展，他们的存在和不断革新使得人们的生活水平以及生产技术都得到了很大改变，几乎各行各业都以此为基础进行相关作业。截止到目前，除了纵联保护以及差动保护外，基本上所有的继电保护装置都只是反映保护安装处理的电气量。而继电保护的作用也仅仅局限在将故障元器件排除，使事故发生的范围缩小，但是却没有可靠的通信技术。国外对此已经提出了相关理念，认为继电保护装置不仅仅是要将故障元件排除在外，而且还要保证设备的正常、安全运转。

（2）保护、控制、测量、数据通信一体化：继电保护装置结合了计算机以及网络技术，因此可以称得上是一台具有良好性能的多功能计算机，他可以通过网络获取电力系统的相关信息与数据，而且还能够给网络终端提供一些保护元件的信息和数据。所以每个微机保护装置不仅仅是一个继电保护，而且还可以在设备正常工作的情况下完成相关的测量、控制以及数据通信等，即将保护、测量、控制以及数据通信一体化。

（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。现今，人工智能技术已经在电力系统的各个方面都得到了广

泛应用。作为一种非线性映射方法的神经网络，可以很好的解决很多繁杂的非线性问题和议成事。

（4）计算机化：微机保护硬件的发展离不开计算机技术的革新，通过采用分层模式，采用CPU并行的运行方式，这样就可以大大减少设备的相关性，提高可靠性，同时主保护设备多重化以及单元管理机制的一体化，实现了模块的软硬结合。除此之外，微机保护在电力系统运用的不断提升，已经不仅限于保护功能，更多的是将设备和元器件的数据和故障信息及时的传递给终端以及进行数据的处理等方面，实现了系统数据、网络资源以及高级编程语言的全共享。

参考文献：

[1]唐卫民.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].科技致富向导，2010（32）.

[2]乔泽慧，杨海云.电力系统继电保护技术[J].中国新技术新产品，2011（17）.

[3]金毅.继电保护在电力系统中的应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2011（01）.

[4]张健康.电力系统继电保护技术的现状及发展趋势[J].装备制造技术，2011（02）.