摘要:概述繼電保護系統(tǒng)的作用、組成和基本要求，回顧我國電力系統(tǒng)繼電保護技術發(fā)展的過程和現(xiàn)狀。提出未來繼電保護發(fā)展的趨勢是：計算機化、網(wǎng)絡化、智能化和綜合自動化。
　　關鍵詞:繼電保護；作用；組成；現(xiàn)狀；發(fā)展
　　一、引言
　　電力系統(tǒng)由發(fā)電機、變壓器、母線、輸配線路及用電設備組成。而在電力系統(tǒng)中常見有危險故障和一些異常運行狀態(tài)，而這些現(xiàn)象會發(fā)展成事故，使整個系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，以致造成對用戶少送電、停止送電或電能質量降低到不能容許的地步，甚至造成設備損壞和人身傷亡。因此，切除故障元件的時間必須要求短到十分之一秒甚至更短。而這個任務靠人工操作是不可能完成的，所以要有一套自動裝置來執(zhí)行這一任務。
　　二、繼電保護的作用及組成
　　（一）繼電保護的作用
　　當電力系統(tǒng)的被保護元件（如發(fā)電機、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，防止故障范圍擴大，以保證無故障部分繼續(xù)保持正常運行，并使故障元件免于繼續(xù)遭受損害；當電力系統(tǒng)的被保護元件出現(xiàn)異常運行狀態(tài)時，繼電保護裝置應能及時反應，根據(jù)運行維護條件，向運行值班人員發(fā)出聲光報警、圖文信息等警告信號。此時一般不要求保護系統(tǒng)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度設定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。
　　（二）繼電保護的組成
　　繼電保護的組成一般由測量部分（和定值調整部分）、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。
　　三、繼電保護的基本要求
　　繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。
　　（一）動作選擇性---指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障。上、下級電網(wǎng)（包括同級）繼電保護之間的整定，應遵循逐級配合的原則，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時有選擇性地切除故障。切斷系統(tǒng)中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續(xù)供電。
　　（二）動作速動性---指保護裝置應盡快切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果。
　　（三）動作靈敏性---指在設備或線路的被保護范圍內發(fā)生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數(shù)（規(guī)程中有具體規(guī)定）。通過繼電保護的整定值來實現(xiàn)。整定值的校驗一般一年進行一次。
　　（四）動作可靠性---指繼電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作，在正常運行狀態(tài)時，不該動作時應可靠不動作。任何電力設備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行，可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求
　　四、繼電保護的發(fā)展及現(xiàn)狀
　　電力系統(tǒng)繼電保護技術是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的。隨著社會現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，用電設備的數(shù)量和功率以及發(fā)電機組的容量不斷增大，電力系統(tǒng)越來越龐大，人民生活對電力系統(tǒng)的依賴性越來越強，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求也越來越高。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此我國繼電保護技術的發(fā)展可謂日新月異，先后經(jīng)歷了50年代的機電式繼電保護時代、從60年代中到80年代中的晶體管式繼電保護時代、從80年代中到90年代中的集成電路式繼電保護時代、從90年代到現(xiàn)在的微機式繼電保護時代。
　　目前、我國新建的發(fā)電廠、變電站、高壓輸電線路等電力系統(tǒng)已全部現(xiàn)實微機式綜合自動化繼電保護。
　　五、繼電保護的未來發(fā)展方向
　　隨著基礎科學技術的發(fā)展，繼電保護技術未來的發(fā)展方向將是向計算機化、網(wǎng)絡化、智能化和綜合自動化發(fā)展。
　　（一）計算機化
　　隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對繼電保護系統(tǒng)也提出了更高的要求：除了基本的保護功能外，還應具有更高的數(shù)據(jù)處理能力，更大容量的故障信息和數(shù)據(jù)的存儲空間，更強大的通信功能，以及與其他保護裝置、控制裝置、電力調度系統(tǒng)等聯(lián)網(wǎng)以實現(xiàn)全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡資源供享的能力等。計算機技術的迅猛發(fā)展，計算機的運算、存儲，通訊等性能得到不斷加強，這就為繼電保護系統(tǒng)的計算化提供了堅實的基礎。繼電保護裝置的計算機化是不可逆轉的發(fā)展趨勢，計算機化的內涵不僅包括設備、操作、監(jiān)視系統(tǒng)的微機化，還包括系統(tǒng)的功能軟件化和信號數(shù)字化，完全摒棄各種機電式、機械式、模擬式設備，不斷提高繼電保護的速動性、靈敏性、可靠性，為電力系統(tǒng)取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　（二）網(wǎng)絡化
　　20世紀50年代，人們開始將彼此獨立發(fā)展的計算機技術與通信技術結合起來進行研究，這就是后來發(fā)展成的計算機網(wǎng)絡技術。計算機網(wǎng)絡作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術支柱，其與繼電保護的結合是實現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的重要保證。現(xiàn)代電力系統(tǒng)繼電保護要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，使得各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎上協(xié)調動作，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要電氣設備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡連接起來，即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化。現(xiàn)在微機保護的網(wǎng)絡化已經(jīng)開始實施，但是它還處于起步階段，仍有較大的發(fā)展空間和潛力。
　　（三）智能化
　　隨著計算機技術的飛速發(fā)展及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領域中的普遍應用,新的控制原理和方法不斷被應用于計算機繼電保護中。近年來人工智能技術如自適應理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯、小波理論等在電力系統(tǒng)各個領域都得到了應用,從而使繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展,出現(xiàn)了引人注目的新趨勢。例如在輸電線兩側系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動或拒動;如果用神經(jīng)網(wǎng)絡方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也有其獨特的求解復雜問題的能力。
　　隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機、通信等各種技術的進步和發(fā)展,可以預見,人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。將不同的人工智能技術結合在一起,分析不確定因素對保護系統(tǒng)的影響,從而提高保護動作的可靠性,是今后智能保護的發(fā)展方向。
　　
　　
　　（四）綜合自動化
　　隨著現(xiàn)代計算機技術、通信技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，微機繼電保護裝置將可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)的運行和故障信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲取的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡控制中心或任一終端是，即繼電保護系統(tǒng)在完成繼電保護功能的同時，還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信等方面的綜合自動化。
　　綜合自動化系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)二次系統(tǒng)各專業(yè)界限和設備劃分原則,改變了常規(guī)保護裝置不能與調度(控制)中心通信的缺陷,給電力系統(tǒng)自動化賦予了更新的含義和內容,代表了電系統(tǒng)自動化技術發(fā)展的一種潮流。隨著科學技術的發(fā)展,功能更全、智能化水平更高、系統(tǒng)更完善的電力綜合自動化系統(tǒng),必將在中國電網(wǎng)建設中不斷涌現(xiàn),把電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行提高到一個新的水平。
　　六、結束語
　　隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、網(wǎng)絡技術、通信技術和人工智能技術以及繼電保護理論的發(fā)展,繼電保護技術還存在著很大的發(fā)展空間。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應用革命,由數(shù)字時代跨入信息化時代,發(fā)展到微機智能綜合自動化水平。這對繼電保護工作者提出了艱巨的挑戰(zhàn),也為其提供了廣闊的發(fā)展天地。
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