电力系统继电保护技术现状及其发展

ＬｏＷ　ｃＡＲＢｏＮ　ＷｏＲＬＤ　２０１５／９　能源・电力　电力系统继电保护技术现状及其发展　程　浪（国网四川省电力公司检修公司，Ｉ￣）１１成都６１００００）　【摘　要】电力系统继电保护的发展，成功跨过机电型、晶体管型和集成电路型这几个阶段，目前电力系统继电保护已经发展到了微机保护阶　段。危机继电保护是建立在以微型机为基础之上对继电的保护。本文通过对我国当下电力系统继电保护技术的现状进行初步的探讨，在此基础　上对其发展趋势做简要的研究，仅供相关人士参考。　【关键词】电力系统；机电保护技术；发展　【中图分类号】Ｔｌ＇ｄ５８８　【文献标识码】Ａ　【文章编＂ｇ－１２０９５—２０６６（２０１５）２７—００６５—０２　经过短暂的整流型阶段后。我国的晶体管继电保护技术　随着科学技术的不断飞跃发展，我国的电力系统的发展　势头良好。这也给机电保护提出了更高的要求。随着计算机机　已经着手研究发展，并取得了一系列的喜人成绩。尤其是晶体　电保护原理研究的不断深入和计算机技术的不断更新和进　管机电保护技术在葛洲坝５００ｋＶ线路上面的成功应用．我国　步．给继电保护的发展提供了一个坚实的基础和可靠的环境。　彻底摆脱了５００ｋＶ线路继电器保护完全对国外技术的依靠。　可以说。继电保护技术的未来发展趋势。就是一个面向计算机　１．３集成电路型保护阶段　化、智能化、控制保护、测量一体化的发展趋势。　ｌ电力系统继电保护的发展现状　在２０世纪７０年代中后期．在集成电路对继电器的保护　上，我国已经开始着力研究．技术发展方面也不断取得新的进　集成电路继电器保护技术已经完全取代了　继电保护技术一直在不断发展中，在过去的几十年中，经　展。在８０年代末．一些高校与电力自　历了机电型、晶体管型、集成电路型以及计算机继电保护这四　晶体管型的继电器保护技术，在这个阶段．动化设备相关的研究机构相互合作．成功研制出能够在　个阶段：　２２０ｋＶ以及５００ｋＶ等线路上运行的集成电路相关的高频保护　１．１机电型阶段　在２０世纪５０年代，我国科技的发展已经慢慢起步，成功　的实现了对继电保护的研究和设计。并将设计成果应用于制　技术．并投入实际应用翻　１．４计算机继电保护阶段　早在２０世纪７０年代末期，我国就开始对计算机继电保　造和运行，达到了预期的目标和效果。在完成对继电保护的从　在这个阶段，高等院校和一些电子相关的科　研究运行到制造应用这一完整体系后．我国的继电保护已经　护技术开始研究．研机构充分发挥了先导的作用，比方说，华中理工大学、上海　拥有了坚实的技术保护基础［１ｌ。　交大、西安交大等等高校都先后研制出不同原理的型式各异　１．２晶体管型阶段　＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜（＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜　首先，电力部门采取有效的避舞措施。对预防送电线路导　患，确保电力系统运行的安全稳定性。为此．电力部门可以从　线舞动发挥着重要作用。所以．电力部门有必要对送电线路通　以下几方面着手：　过地区的地形、地貌、气候环境条件等方面进行全面了解，进　通过缠绕绕流线和安装空气动力阻尼器等方式而改变　而制定合理线路路径。以避开不利地区。达到防舞动的目的　由于舞动现象极易出现在覆冰、大风等区域．所以电力部门在　电力系统的空气动力特性。进而抑制舞动形成　缠绕绕流线能　够有效扰乱沿档气流，破坏导线覆冰所形成的不规则翼型断　铺设送电线路时，应避开雨凇区、湿雪、多风区、迎风坡、山脊　面；安装空气动力阻尼器，增大阻力分量，抑制舞动。②通过安　等地区，以降低舞动出现的几率。另外，确定线路走向的过程　装扭转阻尼器、间隔棒等装置，达到抑制舞动的目的。③安装　中，尽可能与冬季主导风向保持平行。由此可见。电力部门在　双摆防舞器或分裂导线的新型防舞装置．以充分实现抑制舞　铺设送电线路时，对所在地区自然环境、水文环境等条件进行　动的作用和目的。随着我国科技水平的不断提升和电力行业　全面掌握，能够增强送电线路铺设的合理性．为线路路径、线　的发展，能够采取更多有效措施以抑制舞动　路走向的选择提供有利条件，有效降低或避免舞动翻。　４结论　３．２抵抗舞动的技术分析　总之，近年来，我国送电线路导线舞动现象越来越强烈和　频繁，且具有区域性分布的特点，严重威胁着电力系统运行的　果舞动现象易发生．则电力部门有必要采取技术措施以增强　安全稳定性。所以，我国电力部门有必要对舞动问题进行深入　抵抗舞动的能力。抗舞措施是建立在不破坏舞动条件基础之　分析，并针对其问题而提出有效的防治技术措施．以减少或消　上的，通过增强线路电气强度和机械强度而实现抵抗舞动．确　除舞动现象，增强防舞效果，确保电力系统运行的安全性、可　保电力系统的安全运行。一方面．采取有效措施以增强线路设　靠性、稳定性　备的机械强度。例如：提高杆塔的高度或增强横担的刚度．以　增大杆塔的荷载承受能力。该措施，不仅增强了抗舞能力．而　参考文献　且并未对舞动环境造成损害或损坏。另一方面．采取有效措施　［１】王少华．输电线路覆冰导线舞动及其对塔线体系力学特性影响的研　以增强线路设备的电气强度，在送电线路舞动轨迹条件下．增　究『Ｄ１．重庆大学，２０１０．　加电气间隙，以防止导线之间或导线与地线之间发生短路现　［２】阳林．架空线路在线监测覆冰计算、评估和预测研究［Ｄ］．华南理工　大学，２０１２．　象，进而避免舞动现象。　对于送电线路铺设完成或已经投入使用的地区而言．如　３－３抑制舞动的技术分析　对于舞动现象比较频繁的地区而言，电力部门有必要采　取措施以抑制舞动。例如：在送电线路上加装防舞装置．通过　破坏舞动形成条件的方法而抑制舞动幅度．进而消除舞动隐　［３］向泽．基于输电线路动态荷载的导线等值冰厚计算模型研究［Ｄ】．重　庆大学，２０１４．　收稿日期：２０１５—９—１　能源・电力　ＬｏＷ　ＣＡＲＢＯＮ　Ｗ０ＲＬＤ　２０１５，９　的微机保护装置，我国微机继电保护迎来了一个发展的阳光　随着科技的不断发展，人工智能技术也在不断普及应用．　时期。在１９８４年我国对输电线路微机保护装置的鉴定并成功　这也给继电保护的发展提供了研究方向。事实上．人工智能在　应用到电力系统中，标志着我国机电保护技术发展迈入了一　继电保护领域的研究已经开始　在继电保护系统的保护中．经　个新的发展阶段。在后续的十多年中，我国原理机型各异的微　常会出现一些不容易列方程式的非线性问题或者在求解上存　机线路和各种各具特色的设施的相继出现．微机保护软件和　在很大难度的非线性问题，都可以利用人工智能技术中的神　安全信息的保护方面也取得了很大的进展．给我国电力系统　经网络具有的非线性映射的特点来进行解决　比方说．在实际　提供了功能全面、性能良好、可靠性强的继电保护设施．为我　应用中，输电线的两侧系统电势角度摆开的情况下．很容易发　国电力系统的安全提供了坚实的保障　可以说整个９０年代开　生短路的情况，对于这个非线性问题．按照原始的保护方法很　始，我国的继电保护技术真正踏入了微机保护阶段。　难做到对故障位置做出精准的定位．但是应用神经网络方法．　就可以根据样本的集中情况。对故障位置做出精准的识别定　２电力系统继电保护技术的未来发展　结合继电保护技术的发展现状，立足当下电力系统科技　位。同时．人工智能当中的遗传算法和模糊逻辑算法等等也在　的发展势头和方向，可以推断出继电保护技术的未来发展过　程中，必定是趋向计算机化和网络化的。同时在保证智能化的　同时，逐步面向对系统的保护、控制、泖１量和数据通信化。　２．１继电系统的趋计算机化　当下，计算机的发展可谓是突飞猛进。在此基础上，计算　机的硬件保护也不断发展和更新。在目前，我国各个高校和研　究机构对微机线路的硬件保护方面的研究已经取得了不俗的　成果，从八位单ｃＰｕ结构的微机保护出现．到多ｃＰｕ结构的　微机保护的成功问世．然后到总线不出模块的大模块结构的　微机保护的出现。与此同时，我国的的微机线路保护，已经从　最初的１６位ｃＰｕ保护的硬件系统发展到了３２位保护系统．　这些科研成果的成功应用．表明了我国微机保护的硬件方面　取得了不错的进展【３】　随着电力系统的不断发展．它对微机保护技术的要求也　在不断提高。因此，未来的微机保护技术不仅仅只提供对电力　系统的保护功能。还要能够对电力系统的数据进行科学的处　理．保证电力系统的通信流畅。保证其他电力装置能够与电力　系统共享数据信息和网络资源等等。在目前的发展研究中，工　控机在功能、运行速度、存储安全和容量上都超过了之前应用　的小型机．而且最重要的是．工控机装置的大小体积跟微机相　差不大．这些因素造就了微机保护技术的发展方向——工控　机作为继电保护　我国目前已经研制成功并成功应用的工控　机装置．不仅能够满足当下甚至未来微机保护所需的全部功　能．还能够在恶劣的环境中工作，保持低成本的同时还能够根　据不同的硬件模块进行灵活的配置，方便模块的扩展。　机电保护技术的计算机化是大势所趋，但是如何对保护　技术进行优化使其满足电力系统的更高要求，提高继电保护　的实用性和可操作性．这还需要我们做进一步的研究。　２．２继电系统的趋网络化　计算机网络已经成为人们生产生活不可或缺的一部分，　是我们信息数据通信安全保障的一个重要环节。我国目前的　主要现状就是，所有的继电保护装置中，除了差动保护和纵联　保护之外．都只能对保护安装处的电气量进行反应和监测，在　这个过程中．继电保护仅仅实现对电力系统中有故障的元件　进行排除。从而将事故发生的影响范围进行缩小。很显然，这　样的功能在对电力系统继电保护中是远远不够的。，因此，继　电保护系统不仅仅是排除有故障的元件和缩小事故的影响范　围．还应该保保证电力系统运行过程中的安全稳健　。　因此．在电力系统继电保护中，需要保证每个保护的模块　能够共享整个系统在运行过程中的故障信息相关的数据资　料　此外．还要保证故障信息数据库的完整，因为系统得到的　故障信息越多，继电保护能够对故障的性质和距离以及怎样　最迅速有效的排除故障有一个大致的了解。综上所述，继电系　统的趋网络化是微机保护发展的必经之路，能够提高系统的　可靠性和安全性。　２．３继电系统的趋智能化　地电力系统的继电保护中应用广泛并取得了一些不错的成　果。由此可见，人工智能技术在继电保护中能够帮助解决传统　技术不能解决或者难以解决的难题．因此继电保护的趋智能　化也是大势所趋　２．４继电系统的趋保护、控制、测量、数据通信一体化　在保证继电保护的计算机化以及网络化的前提下　整个　保护装置能够从互联网上获取电力系统在运行过程中的出现　故障的数据信息．并将这些故障数据信息跟需要保护的元件　的故障信息传送到网络控制中心，这样一来就能够在任何一　个微机保护装置不具备相应的硬软件设备的前提下完成继电　保护任务，并完美实现测量、控制、数据通信等功能。　就目前的发展现状来看，在保证测量、控制的工作顺利开　展的过程中，对室外变电站的要求比较高，比方说，设备所需　的控制电缆成本太高，不利于系统的二次回路，此外，还必须　要考虑电缆用量过多产生的电磁干扰。对于这些问题．光电流　互感器和光电压互感器能够利用其光信号经过一体化装置转　化为相应的电信号，能够保护计算．此外．电信号还可以充当　测量量．这样一来．就可以帮助一体化装置对断路器操作的实　施。在当下，光电流、光电压互感器还处在研究的初级阶段，相　信在不久的将来能够完美地实现在电力系统中的应用。结合　上面所述．在这个方面。实现各大功能的一体化，不仅仅保证　设备处理信息简便快捷，还大大节约了成本　。　３结束语　在这几十年的发展进程中。我国电力系统继电保护技术　经历了四个阶段。随着电力系统的发展，科学技术的进步，计　算机通信设施的健全，继电器保护技术也迎来了一个全新的　发展时代。在未来。机电保护技术必将朝着计算机化和网络化　的方向来发展。同时，还需要在保证智能化的同时，逐步面向　对系统的保护、控制、测量和数据通信化。　参考文献　『１１宋健．浅谈电厂继电保护技术的基本原理及其应用分析『Ｊ］．城市建　设理论研究（电子版），２０１３，１２３（２６）：ｌ１２—１１３．　［２】彭振华．探讨１１０ｋＶ电力继电保护技术【Ｊ］．城市建设，２０１２，５６（２５）：　９０～９１．　［３】朱赞明．试谈电力继电保护技术［Ｊ］．科技与生活，２０１０，７８（１３）：５．　『４】袁超，吴刚，曾祥君，等．分布式发电系统继电保护技术【ＪＪ．电力系　统保护与控制，２００９，３７（８２）：９９～１０５．　【５】黄海．浅议电力系统继电保护技术的发展现状及其重要作用【Ｊ］．中　小企业管理与科技，２０１１，６７（２１）：３ｌ１．　ｆ６】张珂．电力系统继电保护技术应用现状分析ｆＪ１．中国高新技术企业，　２０１５，５６（１５）：４４￣４５．　收稿日期：２０１５—８—２５　作者简介：程浪（１９８７一），男，助理工程师，本科，主要从事继　电保护检修工作。