電力系統繼電保護自動化探討

高新麗 趙輝

【摘 要】繼電保護對于電力系統的安全生產具有重要的作用，而自動化技術的發展為提升繼電保護的可靠性提供了重要保障。本文從繼電保護技術的發展歷程入手，對繼電保護自動化的發展狀況和發展方向進行了研究，并對研究成果進行了總結，繼電保護自動化技術將為電力系統的生產和運營提供更加可靠的保障。

【關鍵字】電力系統；繼電保護；自動化

【中圖分類號】TM769 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0323-01

引言

隨著我國經濟的快速發展，企業生產和居民生活對電力的需求也逐年擴大，提供安全可靠的電力供應也顯得更為重要。在電力系統中，繼電保護是確保電網中電力設備安全運行的一個重要環節，對于電網的穩定運行具有重要的意義。因此，繼電器保護裝置自身的性能和可靠性也尤為重要，一旦繼電保護裝置出現了錯誤的動作而影響到了電網的運行，那不僅將影響到對居民和企業的供電，還有可能對電網以及電力生產造成巨大的損失。正是由于繼電保護對于電網和電力生產有著如此重要的影響，因此對繼電保護技術的研究一直都受到電力行業的重視。隨著計算機、自動化和網絡化技術的發展，繼電保護技術也轉向了自動化、網絡化和智能化的發展方向。

國內對于繼電保護技術的研究、相關設備的制造以及人才隊伍的培養，在歷經幾十年的發展后，已經初具規模，并形成了從研究到設計、從設備制造到生產運行維護、從管理到人才培養的一整套完整體系。

1 發展歷程

在上個世紀計算機還在使用晶體管技術的七、八十年代，國內院校與電力設備廠之間就已經通過校企合作的方式，對繼電保護的自動化技術進行了立項研究，并將研究成果和研發的產品成功地運用在了八十年代我國最著名的水力水電項目——葛洲壩水力水電項目上。這不僅推動了我國電力系統繼電保護自動化技術的發展，同時也使我國具備了自行生產繼電保護自動化設備的能力。進入九十年代以后，隨著集成電路技術的發展，以華北電力大學（原華北電力學院）為主的科研單位又開展了對輸電線路自動化技術的研究，并成功研制出輸電線路的自動化保護裝置。這一研究成果不僅在電力系統中得到了廣泛的應用，同時也標志著我國電力系統繼電保護技術進入了一個新的發展時代。此后，一批又一批的繼電保護自動化設備投入到了電力系統的生產和運營之中，從而推動了電力系統自動化的發展。

隨著繼電保護自動化裝置的大量應用和推廣，對繼電保護裝置的性能要求也在不斷提升。隨著計算機技術和網絡技術的發展，繼電保護自動化設備的設計也開始采用新的設計理念，以適應面向智能電網的發展方向。

2 繼電保護自動化的發展

計算機技術在不斷發展和取得技術進步的同時，其產品的價格也呈現出逐年下降的趨勢，這使得自動化設備的性價比逐年上升，從而推動了自動化技術的應用和普及。特別是單片機和DSP芯片技術的應用和普及，更是帶動了自動化產業的發展。在上個世紀九十年代末，我國電力行業的繼電保護自動化設備的普及率還維持在40%以下。進入二十一世紀以后，經過電力系統的幾次大范圍技術升級改造，在短短幾年的時間里，我國電力系統繼電保護自動化設備的普及率就已達到了70%以上。現在，電力系統已經基本實現了繼電保護的自動化。

繼電保護的自動化，是技術發展的必然趨勢。電力系統在不斷普及自動化設備的應用的同時，也根據在自動化設備的使用過程中積累的經驗，提出了很多新的需求，包括對大容量數據的存儲需求、對故障容災的處理需求、對信息和數據共享的需求等。

3 繼電保護的網絡化

繼電保護設備的網絡化，是在計算機技術、網絡技術、通信技術和自動化技術融合發展的基礎上取得的一項成果。通過網絡化，不僅可以實現系統內部的數據共享，還可以取得比傳統方式更好的保護效果。同時，采用基于網絡化的分站保護系統，還能夠簡化系統的架構，從而降低系統的實施和維護成本。

電力系統所采用的網絡化的繼電保護方案，是一種新型的繼電保護技術方案，十分符合電力技術發展的方向。在網絡化的繼電保護網絡中，形成了以主干網絡為核心、省地市三級網絡結構為基礎的網絡體系，采用分站式的拓撲結構，使整個系統不僅結構簡單、而且性能可靠、易于維護。分站保護系統是整個網絡化保護系統的一個重要的組成部分，分站保護系統既可以利用現有的設備構建，同時也可以采用最新型的自動化設備進行升級，并且對電力設備和線路的各項保護功能都能夠由分站保護系統進行自動化的管理。

4 繼電保護的智能化

計算機技術的發展，以及在繼電保護方面的應用，使得新的技術和解決方案不斷的被融入到繼電保護系統之中。其中，以人工智能技術為代表的一些技術方案，進一步帶動了繼電保護技術的研究和發展。比如利用人工神經網絡技術對電力繼電保護系統進行故障分析與測定，從而實現對電力設備的保護。對于輸電線路上的一些非線性的故障問題，采用傳統的技術手段并不容易解決，而在采用了基于人工神經網絡技術的新方法后，通過對故障樣本的分析、記錄和比對，就可以很好地解決這一類非線性的故障問題。

人工智能化技術的發展，不僅有力地推進了智能化技術在電力系統和繼電保護方面的應用和普及，同時也為電力系統和繼電保護提供了一些具有創造性的解決方案，從而推動了電力技術的發展。獎人工智能技術與繼電保護系統所采取的其他技術方案相融合，對于電力線路和設備方面的各種故障和問題、提升繼電保護動作的可靠性，都是十分有益的，同時也是符合電力技術發展方向的。今后，智能化技術還將不斷的發展和完善，從而滿足電力系統在繼電保護方面的一些新的需求。

5 繼電保護的綜合化

在計算機、通信和網絡方面的新技術，為電力系統的各項業務需求（包括監視、控制、保護和計量）提供了新的解決方案。這些新的技術和解決方案的應用，為實現繼電保護的綜合化管理打下了良好的基礎。這些新的技術方案的特點在于實現了設備的集成，以及信息、數據和資源的共享，并使得設備的無人值守和遠程控制的工作方式得以實現。

以自動化、智能化和網絡化為基礎，將變電站的控制、信號等各種業務集成到自動化系統中，再通過網絡與遠端的智能化設備進行連接，從而解決了傳統的以人為主的設備值守和管理、維護方式。這不僅有效地降低了電力系統的建設成本和人員維護成本，同時還使得系統的可靠性有了進一步的保障。

繼電保護系統的綜合化發展，改變了傳統的工作方式，解決了調度中心不能與繼電保護設備之間進行通信的問題，并實現了調度中心對繼電保護終端的遠程控制。這一改變對于電力自動化技術的發展產生了深遠的影響。

6 總結

隨著自動化技術的普及應用，電力系統已經實現了技術上的變革，繼電保護技術已經從數字化管理轉向了自動化、信息化、網絡化管理，從而為電力系統的生產和運行提供了更加有力的保障。

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