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继电保护技术的发展与应用

导读: 电力系统的安全可靠运行直接关系各行各业的生产、千家万户的生活甚至于人们的生命安全。因此电力系统对继电保护提出了更高的要求。

  1 概述

  电力系统的安全可靠运行直接关系各行各业的生产、千家万户的生活甚至于人们的生命安全。因此电力系统对继电保护提出了更高的要求。电力系统继电保护技术的发展,历经了电磁型、晶体管型、集成电路型、微机型的发展过程。至今,不同形式的保护还在电力系统中广泛存在并发挥作用。对于微机型继电保护装置由于其性能的优越运行可靠,越来越得到用户的认可从而在配电系统中大量使用。继电保护技术在配网中得到很大的发展,并且超越原有的行业范围,走向多功能智能化,而传统意义上的独立的继电保护装置正在消失。今后的发展方向是高智能化的综合自动化。

  总之,不管发展速度如何,未来的电力保护必定是组装灵活、功能完善、维护简单、人机界面友好的高度智能化的综合自动化保护。随着市场、标准的逐步规范,随着更多的厂家加入这一技术领域,电力保护也必将会以更快的速度向前迈进。

  90年代初,随着变电站综合自动化的推广和应用,使得面向变电站综合自动化的应用成为当时新型数字式保护设计的主流,这也为拓展更深层次意义上的面向对象即面向被保护对象的设计思想打下了良好的基础。面向对象的保护系统因而具有分散布置、模块化、系列化、多功能化等特点,并确保其系统的开放性、灵活性与兼容性。

  2 继电保护发展现状

  我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业,在建国后其发展历经了4个历史阶段,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,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。为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

  自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。在此期间,从70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。

  我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所相继研制了不同原理、不同形式的微机保护装置。并在系统中获得应用,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。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。

  微机型继电保护装置的普遍特点可归纳为:维护调试方便,具有自动检测功能;可靠性高,具有极强的综合分析和判断能力可实现常规模拟保护很难做到的自动纠错,即自动识别和排除干扰,防止出于干扰而造成的误动作,并具有自诊断能力,可自动检测出保护装置本身硬件系统的异常部分,配合多重化设计可有效地防止拒动;保护装置自身的经济性;可扩展性强,易于获得附加功能;保护装置本身的灵活性大,可灵活地适应于电力系统运行方式的变化:保护装置的性能得到很好地改善,具有较高的运算和大容量的存储能力等等。这些特点在很大程度上反映了保护软件设计的重要性、灵活性特征。但在实践中,数字保护的元件和保护逻辑大多预先由保护生产厂商设置,这给工程人员的实用化分析和判别带来较多不便。于是国内外保护界均有意将以用户应用作为微机保护的软件设计中的重要部分而加以充分考虑,用户可配置的保护或“透明化设计”。这样一来,一方面,在保护软件方面,新型保护软件的设计强调保护系统多重原理的实现以及保护数据处理流程的透明性(即在一定条件下,配合相应的保护测试软件,继电保护对于用户是开放的)。另一方面,保护将具有多功能特性,增强的网络功能、用户界面的友好等等。新型数字保护应用智能型保护原理(如小波分析原理等),以高级语言编程为主体构架,采用实时多任务操作系统,实现软件标准化、可编程并具有继承件,避免在不同编程语言环境下重复开发,减少开发工作量,提高开发效率,便于维护;而将汇编语言编程作为辅助编程手段,完成对系统初始化和底层硬件的实时操作,以提高系统的运行效率。

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