电力系统继电保护技术的现状与发展
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我国继电保护技术的现状与发展
继电保护技术是电力系统安全稳定运行的重要组成部分,其作用在于及时发现电力系统中出现的电力故障,保护电力系统设备免于过电流、过电压等故障引起的损坏情况,保障电力系统的稳定运行。
我国继电保护技术的发展经历了多年的发展和完善,现状和未来发展如下:
(一)现状
1.技术水平逐步提高。
近年来,国内继电保护技术的水平有所提升,国内继电保护设备的研发也取得了不少新的进展。
大量的国际先进技术,比如微机技术、DSP技术、模拟电路技术等已经在继电保护领域得到了广泛的应用。
2.保护功能更加完善。
伴随着技术的进步,保护的功能也逐渐完善,从最初的电压、电流保护到现在的差动保护、微机保护、数字保护等各种保护手段。
3.设备智能化程度提高。
通过数字化技术和微机技术的应用,继电保护设备的智能化程度也逐步提高,如智能继电保护、继电保护远程通信控制技术等。
(二)未来发展
1.继电保护设备的远程通信能力。
未来,继电保护设备将更加注重其远程通信能力的发展,以便于实现设备之间的信息共享,确保系统各部分的协调性和稳定性。
2.保护设备的集成化设计。
随着技术的发展,相信将来的继电保护设备将越来越向着集成化的方向设计,即不同保护功能的设备将集成到一个设备中来,实现对设备的一体化管理。
综上所述,我国的继电保护技术已经取得了一定的成果和发展,在未来的发展中,还有待在保护能力、智能化程度、远程通信等方面的深入提高和完善。
电力系统继电保护技术的现状和发展趋势摘要:随着电力系统的飞速发展,对继电保护不断提出了新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展,又为继电保护技术不断地注入了新的活力。
本文主要介绍了电力系统继电保护的现状并对其的发展趋势以及继电保护所面临的问题作了简要的分析与研究。
关键词:电力系统;继电保护技术;现状;发展趋势1.引言电力系统运行状态会对社会生产生活秩序、经济发展有着直接的影响,当今社会,经济高速发展,社会各领域的生产用电、生活用电的总量开始持续上升,导致电力系统在运行的过程中需要面临更严重的过载,短路,如安全事故风险,因此,只有促进继电保护技术的快速发展和不断创新,才能够推动更高水平的电力系统安全生产水平。
2.继电保护技术的应用及分析继电保护的主要功能是清除故障组件和限制事故的影响范围。
变电站继电保护的应用主要包括以下四个方面:第一,线路保护。
一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护;第二,母联保护。
需同时装设限时电流速断保护和过电流保护;第三,主变保护。
主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护;第四,电容器保护。
对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。
此外,电力系统继电保护技术,确保整个系统的安全稳定运行。
这就要求继电保护装置能够得到足够的系统故障信息,可以极大地改善保护性能和可靠性。
因此,今后继电保护中每个保护单元都应能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,实现微机保护装置的网络化。
3.电力系统继电保护技术现状分析我国电力系统技术体系的起步较晚、发展水平滞后于国外经济发达国家,但是在经济高速发展的今天我国不仅实现了电力系统的出口,同时在电力系统技术体系发展水平上也开始赶超经济发达国家,其中继电保护技术的发展受到了国内外各领域的广泛关注。
电力系统继电保护的现状与发展前景电力系统继电保护作为电力系统安全稳定运行的重要保障,直接关系到电力系统的可靠性和安全性。
随着电力系统规模的不断扩大和技术的不断进步,继电保护技术也在不断发展和完善。
本文将就电力系统继电保护的现状与发展前景进行探讨,希望能够对该领域的研究与应用提供一些参考。
一、电力系统继电保护的现状1. 继电保护的基本概念和作用继电保护是指在电力系统中,通过对各种故障情况进行监测和诊断,及时采取必要的保护措施,以防止故障的扩大和蔓延,保护电力设备和系统的安全稳定运行。
继电保护的作用主要包括对电力设备进行过载、短路等故障的保护,对系统发生故障时进行快速隔离和恢复,以及对违规操作和外部干扰进行检测和保护。
2. 继电保护技术的现状随着电力系统的规模不断扩大和复杂程度的不断增加,继电保护技术也在不断发展和完善。
目前,电力系统继电保护技术主要包括基于保护装置的数字化继电保护技术、保护装置之间的通信联动技术、基于人工智能和模糊逻辑的故障诊断技术等。
这些技术的应用大大提高了继电保护的准确性、及时性和可靠性。
3. 继电保护的存在问题目前电力系统继电保护仍然存在一些问题。
一是传统的继电保护技术难以满足复杂电力系统的要求。
随着电力系统的不断发展,传统的基于电流、电压等参数的继电保护技术已经无法满足对电力系统安全可靠运行的要求。
二是电力系统继电保护设备之间的互联互通问题。
目前,继电保护设备之间的通信联动技术还不够成熟,存在着系统间通信不畅、数据传输不准确等问题。
三是继电保护与其他智能化技术的融合问题。
随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展,电力系统继电保护与这些技术的融合应用还存在一定困难。
1. 基于数字化技术的继电保护随着数字化技术的不断发展和普及,数字化继电保护技术将成为未来的发展方向。
数字化继电保护技术不仅可以提高保护装置的精度和可靠性,还可以实现对系统状态、故障信息等数据的实时监测和管理,为电力系统的智能化、自动化运行提供支持。
电力系统继电保护技术的现状分析及发展前景探讨【摘要】电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展源源不断地注入了新的活力,继电保护技术得到了快速发展。
【关键词】电力系统继电保护发展前景变电站继电保护系统是电力系统的一种复杂而特殊的系统,近几年来,我局的电网进行了比较大的自动化技术改造,变电站的无人值守化、综合自动化大部分工程都是与继保系统的施工相关联的。
尤其是在一些旧的变电站施工改造时,为了用户的利益,只能分区域或分时间段停电,因此继保设备改造大部分都在二次系统带电或者部分带电的情况下进行的。
为了保证变电站运行设备的安全可靠,在二次系统改造时必须采取严密的技术措施和安全措施一、继电保护技术的发展电力系统的继电保护技术目前已经被广泛适用,但是在建国初期,继电保护技术是经历了一个从无到有,一点点完善成熟的过程。
我们整个电力系统的继电保护技术利用十年的时间,完成了发达国家几十年才完成的任务,在后面的四十年里,电磁型、晶体管型、集成电路型等各种继电保护技术也都应运而生。
(一)电磁型继电保护技术的发展建国后的前几年里,我国工程技术人员不断研究揣摩外国的先进继电保护技术,分析器各种设备的特性,逐步建立起一整套完善的继电保护理论,积累了丰富的知识经验,也储备了大量的电力系统技术人员,这一时期的积累对后期的继电保护技术发展起到了关键性的指导作用。
(二)晶体管继电保护技术的发展随着我国继电保护技术的不断完善,再六十年代初期,我国开始投入人力和物力去研究晶体管继电保护技术,这一技术一直延续到八十年代,被广泛的发展和使用,是我国这一时期继电保护发展的主流技术。
(三)集成电路式继电保护技术的发展在七十年代初期,晶体管继电保护技术开始退出舞台,集成电路继电保护技术被研究和发展,这种技术重要应用集成运算的方式,到了八十年代中期技术已经研究的相当成熟,在后续的二十年内,该技术一直是继电保护技术的主流,在生产,应用等很多领域都处于主导性的地位,可以说这个时期集成继电保护时期。
电力系统继电保护技术的现状与发展
电力系统继电保护技术是电力系统的重要组成部分,它对于保障电力系统的安全运行具有至关重要的作用。
目前,随着电力系统的发展和技术的不断进步,继电保护技术也不断发展。
以下是电力系统继电保护技术的现状与发展的相关内容。
目前,电力系统继电保护技术已经出现了许多新的技术和设备,并且不断针对实际应用情况进行改进和完善。
一些新技术包括:数字化与智能化技术的应用、红外线、超声波等无损检测技术、红外热成像技术等,这些技术都大大提高了电力系统继电保护技术的精度和可靠性。
在发展方面,随着电力系统的规模不断扩大,对继电保护技术的要求也越来越高。
传统的继电保护技术已经无法满足现代电力系统的要求,因此需要不断发展先进的继电保护技术。
目前,电力系统继电保护技术的发展主要有以下几个方向:
1.智能化:随着数字化、智能化技术的发展,智能继电保护技术已经成为电力系统继电保护技术发展的一个重要方向。
智能化继电保护技术可以实现更加准确的保护和故障定位,提高电力系统的可靠性和稳定性。
2.多功能化:现代电力系统对继电保护技术的要求不仅是准确、可靠,还需要能够满足多种保护要求。
因此,多功能化继电保护技术成为未来继电保护技术发展的一个重要方向。
3.模块化:模块化继电保护技术可以实现根据实际需求组合不同
的保护模块,从而实现最佳的保护方案。
这种技术可以提高继电保护
系统的灵活性和可维护性。
总之,电力系统继电保护技术的发展与电力系统的发展密切相关,需要不断针对实际应用情况进行改进和完善。
电力系统继电保护技术的现状与发展
电力系统继电保护技术是电力系统中的关键技术,其作用是在电力系统发生故障时,迅速将故障部位与周围电力设备分离,保护电力系统的安全运行。
随着电力系统的规模逐渐扩大和技术的不断进步,继电保护技术也在不断发展和完善。
本文将围绕电力系统继电保护技术的现状和发展进行论述。
1. 充电保护技术的发展
在电力系统中,充电保护技术主要用于保护电力设备的运行安全。
随着电力设备的发展和电力系统的规模不断扩大,充电保护技术也得到了广泛应用。
目前,充电保护技术主要采用微机保护装置,具有故障判别速度快、故障定位准确等优点。
2. 特高压继电保护技术的研究
特高压输电技术是电力系统未来发展的重要方向,而特高压继电保护技术是特高压输电技术中的关键技术。
特高压继电保护技术研究的核心问题是如何在特高电压环境下实现快速故障判别和准确故障定位。
目前,相关研究已经取得了一定的进展,但仍面临着技术难题和挑战。
3. 继电保护与通信技术的结合
继电保护与通信技术的结合是电力系统继电保护技术发展的趋势之一。
随着通信技术的不断进步,继电保护装置之间的通信交互将更加便捷,可以实现实时监测、远程控制等功能,提高电力系统的运行效率和安全性。
4. 继电保护技术的智能化发展
继电保护技术的智能化发展是电力系统继电保护技术发展的另一个趋势。
智能继电保护装置具有智能分析故障的能力,可以自动识别和判断故障类型,提供相应的故障处理方案,减少人为干预,提高故障处理效率。
电力系统继电保护技术的现状与发展摘要:随着科学技术的迅猛发展,电力系统继电保护技术的发展迅速不容忽视。
电力系统继电保护技术对电力维护起着至关重要的作用,有利于保证电力系统安全并有效的运行。
目前,计算机控制技术成功运用到电力系统继电保护中,为继电保护技术注入了新的活力,继电保护必将向综合自动化技术方向发展。
本文在分析电力系统继电保护技术的现状的基础上,探讨了电力系统继电保护的发展趋势。
关键词:电力系统继电保护技术现状与发展电力作为当今社会的重要能源, 对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着不容忽视的重要作用。
电力系统是由电能的产生、输送、分配和使用四个环节共同组成的一个系统。
基于电力在现代社会中的重要性, 则对电力的维护就显得格外重要。
而对电力维护起重要作用的继电保护,则是电力系统能否正常工作的关键。
电力系统继电保护技术作为一种主要的保护手段,有利于提高了系统运行的可靠性。
因此,研究电力系统继电保护技术的现状与发展具有十分重要的现实意义。
鉴于此,笔者对电力系统继电保护技术的现状与发展进行了初步探讨。
1 电力系统继电保护技术的现状就目前而言,电力系统继电保护技术的发展现状主要呈现两个方面的特征,一方面是我国电力系统继电保护技术起步较晚,发展迅速;另一方面是指微型继电,不断发展,其具体内容如下。
1.1 起步较晚发展迅速电力系统继电保护主要研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,国内的研究开始于20 世纪70 年代后期,起步较晚,但发展迅速。
在我国电力系统继电保护技术发展的过程中,微机保护是用微型计算机构成的继电保护,我国首个微机保护在1984 年,以保护电脑的样机试运行后,通过鉴定和大规模生产。
目前,线路保护产品已形成并得到广泛应用。
微机保护取得多年的实际操作,依靠优良的先进技术和极为良好的原则性,则进程已经超越了进口保护。
从20 世纪80 年代及以上的220kV 高压电力系统,以保护使用进口,到现在的基本国内220kV 系统的继电保护,反映了国内继电保护设备和具有明显优势。
电力系统继电保护技术的现状与发展趋势随着经济的发展,人们的用电量以迅猛的速度增长,因而电力系统面临着严重的过载、短路等危险。
因此,加强继电保护对于电力系统的稳定运行具有非常重要的作用。
继电保护作为电力系统安全运行的保护方法,在适应电力系统稳定运行需求的过程中技术更新较快,发挥的作用也越来越突出。
基于此,文章对电力系统继电保护技术的现状进行分析,并对其发展趋势做出展望,以期能够提供一个借鉴。
标签:电力系统;继电保护技术;现状;趋势1.我国继电保护技术发展现状1.1我国继电保护技术发展概况(1)机电式继电保护阶段。
1949年以后,我国逐渐意识到电力行业的重要性,因而在50年代,电力工程人员进行了大量的与继电保护技术有关的知识学习,之后,通过工程人员的不懈努力,终于建立了拥有丰富电力系统继电保护技术理论知识和经验的继电保护队伍,为国家电力系统的正常运转做了较大的贡献。
(2)晶体管继电保护阶段。
在机电式继电保护阶段,我国的电力系统线路保护技术完全来自于国外,到了60年代以后,科技的进步使得我国拥有了自行创造的电力系统线路保护技术,并且该技术带领电力系统继电保护技术走向了晶体管继电保护阶段,该阶段最鲜明的标志就是在葛洲坝上应用了晶体管继电保护技术。
(3)集成电路保护阶段。
进入70年代之后,晶体管继电保护出现了较多的问题,对此,电力系统的工程研究人员慢慢对集成电路保护产生浓厚的兴趣,最终使得集成电路保护获得推广,不仅弥补了晶体管继电保护的缺憾,还降低了对电力系统进行继电保护的成本。
(4)计算机继电保护阶段。
随着经济的快速发展,经济得到了迅猛的发展,为了顺应时代发展的潮流,电力系统的工程研究人员开始致力于计算机继电保护的研究,主要的标志就是输电线路微机保护装置的研制成功。
该阶段使得继电保护技术更加完美,为我国开辟了新的继电保护装置市场,充分确保了电力系统的安全运行。
1.2我国继电保护技术发展特点。
随着计算机技术的快速发展,计算机在计算能力、储存能力、数据采集能力等方面得到了快速发展,这为推进微机保护技术向更高品质更新提供了催化剂。
电力系统继电保护技术的现状与发展随着电力系统规模的不断扩大和复杂程度的增加,继电保护技术在电力系统中的重要性日益凸显。
继电保护技术是保护电力系统设备安全运行的重要手段,它可以及时发现电力系统故障并采取正确的措施,以保证电网的稳定运行。
本文将对电力系统继电保护技术的现状与发展进行分析和探讨。
1. 整定技术的发展在电力系统的继电保护中,整定技术是非常关键的一项技术。
它决定了保护装置对故障的灵敏程度和动作速度,因此对整定技术的研究和发展一直是继电保护领域的热点。
目前,整定技术已经从传统的基于经验公式和试验调整的方法,逐步发展为基于仿真计算和智能算法的方法,这使得整定技术更加高效和精确。
2. 数字化保护装置的广泛应用随着电力系统的数字化和智能化发展,数字化保护装置在电力系统中得到了广泛应用。
数字化保护装置具有响应速度快、可靠性高、功能强大等优点,能够更好地满足电力系统对继电保护技术的需求。
数字化保护装置还具有通信能力,可以与其他设备进行信息交换,从而实现保护与控制的无缝对接。
3. 继电保护一体化系统的推广为了提高电力系统的管理和运行效率,一体化的继电保护系统得到了广泛的应用。
通过一体化系统,可以实现对电力系统全面的监测和管理,提升了保护装置的协同性和响应能力,保证了电网的安全稳定运行。
4. 变流器保护技术的进步随着交流输电技术的发展,变流器在电力系统中的应用越来越广泛,变流器保护技术也得到了迅速的发展。
特别是在大容量、超高压、长距离输电等方面,变流器保护技术的研究和应用成为了继电保护技术领域的一个重要方向。
5. 基于人工智能的继电保护技术随着人工智能技术的不断进步,其在继电保护领域的应用也逐渐增多。
基于人工智能的继电保护技术能够更加准确地识别故障类型和定位故障点,以及智能判断故障的性质和严重程度,对提高电网的安全性和可靠性有着重要的意义。
二、电力系统继电保护技术的发展趋势1. 智能化和数字化未来,继电保护技术将会更加智能化和数字化。
电力系统继电保护技术的现状与发展电力系统继电保护技术是电力系统安全运行的重要保障,它能迅速准确地切除故障,防止故障扩大,保护电力设备和系统不受损坏。
随着电力系统的快速发展和技术的不断更新,继电保护技术也在不断演进,以适应新的需求和挑战。
本文将对电力系统继电保护技术的现状与发展进行探讨。
一、继电保护技术的现状1. 传统保护技术传统的继电保护技术主要包括过流保护、零序保护、距离保护等。
这些技术已经经过长期的实践应用,具有成熟的理论基础和稳定的性能。
传统保护技术也存在着不足之处,例如对复杂故障情况反应不够灵敏,无法满足大容量电力系统的保护需求等。
随着数字化技术的不断进步,智能继电保护技术逐渐成为了主流。
智能保护技术采用先进的数字化、通信和计算技术,具有更高的灵敏度、可靠性和精度。
智能保护技术能够实现自适应、自校准、故障波形记录和远程通信等功能,极大地提高了电力系统的安全性和可靠性。
光纤保护技术是近年来发展起来的新型保护技术,它利用光纤传感技术实现电力设备的故障监测和保护。
光纤保护技术具有高灵敏度、抗干扰性强、抗电磁干扰、安全可靠等优点,可以有效解决传统保护技术的瓶颈问题。
1. 智能化智能继电保护设备将成为未来的发展趋势。
随着大数据、人工智能、物联网等技术的不断发展,智能继电保护设备将具备更强的自学习、自适应和自诊断能力,能够实现对电力系统故障和异常的预测和快速响应。
2. 全数字化继电保护技术将朝着全数字化发展。
数字继电保护设备可以实现对全系统的监测和控制,具有更高的抗干扰能力和更精确的测量和保护能力,能够提高电力系统的运行效率和安全性。
3. 多元化未来的继电保护技术将向多元化方向发展。
除了传统的过流保护、零序保护、距离保护外,将会有更加多样化的继电保护技术出现,以满足不同电力系统的保护需求。
4. 可靠性继电保护技术的发展离不开对可靠性的追求。
未来的继电保护技术将更加关注设备的可靠性和稳定性,把安全性放在首位,以保障电力系统的安全运行。
辽 宁 建 材LIAO NING BUILDING MATERIALS80电力系统继电保护技术的现状与发展张静宇(沈阳耀华玻璃有限公司虎石台浮法玻璃厂,辽宁沈阳 110122)[摘 要] 回顾了我国电力系统继电保护技术发展的过程,概述了微机继电保护技术的成就,提出了未来继电保护技术发展的趋势是:计算机化,网络化和保护、控制、测量、数据通信一体化。
[关键词] 继电保护;现状;发展[中图分类号]TM762 [文献标识码]B [文章编号] 1009-0142(2005)05-0080-021 继电保护发展现状电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。
50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],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,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。
阿城继电器厂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。
因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。
这是机电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。
自上世纪50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。
60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。
其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500 kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500 kV线路上[2],结束了500 kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
在此期间,从70上世纪年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。
到80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。
到上世纪90年代初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。
在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220 kV和500 kV线路上运行。
我国从上世纪70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。
华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。
1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。
在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。
南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。
天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。
至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。
随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。
可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
2 继电保护的未来发展2.1 计算机化随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。
原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,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位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。
南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。
东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。
天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。
采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。
CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,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(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。
81电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,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PC机的功能。
在计算机保护发展初期,曾设想过用一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,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。
天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。
这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。
(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。
(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。
继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。
但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。
2.2 网络化计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。
它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。
到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。
继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。
这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。
国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。
因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。
这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。
显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。
这在当前的技术条件下是完全可能的。
对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。
继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。
对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。
天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。
其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。
在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。
这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。
因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。
2.3 保护、控制、测量、数据通信一体化在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。
它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,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一终端。
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,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
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。
所敷设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、数据通信一体化的计算机装置,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(OTA)和光电压互感器(OTV)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OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。
OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。
从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。
1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。