電力系統繼電保護技術現狀與發展

顏寅生 張觀棟 張明慧

摘要：在社會主義上次行經濟快速發展的大環境下，電力企業在我國國民經濟中的地位顯著提升，要想進一步提高我國在國際市場上的整體競爭力，電力企業必須結合實際發展狀況不斷強化內部發展體制改革。實踐證明，在電力系統中綜合使用繼電保護技術可以有效解決各種故障問題，為電力系統的安全運動提供技術保障。下文從電力系統繼電保護技術發展的現狀著手，對其今后的發展趨勢做了簡單介紹。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；現狀；對策

中圖分類號：TM7文獻標識碼： A

引言

進入二十一世紀以來，科學技術取得迅速發展，我國電力行業整體競爭實力得到顯著提升。隨著生活水平的提高，人們對生活用電安全提出了更高的要求，繼電保護技術與電力系統的安全有直接關系，該系統一旦發生故障，不僅會嚴重影響電力系統的正常運行，還會威脅到用戶的人身安全和財產安全。因此，電力系統發生故障時，一定要在第一時間找尋到故障的所在位置，并技術切除故障，進一步降低故障對正常生活的影響。

一、電力系統繼電保護技術發展的現狀

伴隨著經濟的進步，我國電力系統得到不斷的完善和發展，電力系統繼電保護技術也因此得到了一定程度的發展，在實際發展建設過程中，電力系統繼電保護技術與該系統的安全性和可靠性有直接關系。信息技術、電子技術和通訊技術的發展為電力系統繼電保護技術提供了新的動力。下文對繼電保護的發展狀況做了簡單總結。

繼電保護裝置最早的發展階段以熔斷器為主，這種保護形式至今仍在眾多領域應用。伴隨著電力系統的發展，容電器很難滿足現代化電力系統高精度和斷流能力的實際需求，一旦出現停電問題將很難恢復供電，僅僅憑借熔斷器保護電力系統不能滿足快速發展的電力系統的實際需求。因此，19世紀研究人員將熔斷器保護作用于斷路器，這種保護方式也歷經了較長的發展時期。

繼電保護裝置是保護電力系統安全有效運行的重要設備，該設備必須同時滿足選擇性、速動性、可靠性和靈敏性四個特征。為了滿足以上要求，該領域學者開始研究晶體管繼電保護裝置，到上世紀八十年代后期，集成電路靜態繼電保護技術已經成熟，并在該領域發揮著至關重要的作用。

我國從上世紀七十年代開始計算機繼電保護設備的研究，并研制出了一套輸電線路微機距離保護樣機，打開了我國電力系統繼電保護的大門。目前，我國電力系統繼電保護技術正朝著計算機化、網絡信息化、人工智能化以及保護/控制/測量等一體化的方向快速發展，并為我國國民經濟的發展做出了巨大的貢獻。

二、電力系統繼電保護技術的作用

電力系統繼電保護技術在在電力行業的發展建設過程中發揮著至關重要的作用，它不僅能保障電力系統的安全運行，還能提高電力系統的可靠性，為保障用戶的人身和財產安全提供了安全保障。繼電保護裝置在電力系統中的首要作用體現在：應用繼電保護裝置后，如果電力系統出現故障，該裝置能在第一時間找到故障的位置并切除故障，從而降低事故的影響范圍和實際造成的經濟損失。電力系統中變電站繼電保護的應用主要體現在以下方面：第一，線路保護。繼電保護裝置通常采用二段式或者三段式的電流保護，二段保護主要以電流速斷保護為主，三段保護以電流保護為主；第二，母聯保護。繼電保護裝置中可以同時裝設電流速斷保護和電流保護完成母聯保護工作；第三，主變保護。主變保護中有主保護和后保護兩種形式；第四，電容器保護。繼電保護裝置對電容器的保護主要體現在保護過流、零序電壓和過壓保護等方面。除以上介紹的應用之外，繼電保護技術在電力系統中的應用還能全面提高電力系統的安全性和可靠性，在實現資源共享的同時，還能協調電力系統中各設備的協調運作，進一步實現微機保護裝置的網絡化發展。

三、電力系統繼電保護技術發展的趨勢

伴隨著經濟的發展，電力系統繼電保護技術面臨著全面的發展趨勢。近幾年，計算機技術、區域網、互聯網技術以及信息技術等取得飛速發展，電力系統中繼電保護技術也朝著智能化、信息化、計算機化、網絡化和保護、控制、測量以及數據通信一體化的方向快速發展。筆者結合多年工作經驗，對電力系統繼電保護技術的發展趨勢做了以下介紹。

（一）計算機化

伴隨著計算機技術的快速發展，計算機硬件的性能逐漸完善，其價格也逐漸降低。微機處理的快速發展以點片花和相關功能的強化為主要表現形式，微機單片中的硬件資源得到充分擴充，單片機與DSP芯片技術在融合運算能力方面得到顯著提高。以上發展師計算機硬件設計更加方便，為了促使計算機系統靈活化、高可靠性和模塊化的發展，微機保護裝置充分利用計算機技術高速運算能力和完備的存儲能力等特點，通過大規模集成電路和成熟的數據采集，在提高電力系統壽命的同時，還進一步提高了電力系統的安全性。與傳統的電力系統保護技術電筆，計算機化的繼電保護裝置具有以下特點：第一，在提高繼電保護裝置動作特征和性能的同時，還能提高動作的準確率。 傳統的保護形式很難準確獲得電力系統的動作特征，而計算機化的保護模式具有超強的記憶力，不僅可以進行自動控制，還能實現故障分量保護，進一步提高系統運行的正確率；第二，計算機化的繼電保護技術還能強化其他輔助功能；第三，計算機化的繼電保護技術具有比較優越的工藝結構，如通用的硬件、統一的標準以及裝置體積小等；第四，很容易提高系統的可靠性；第五，使用靈活方便。計算機化的繼電保護裝置采用人機界面，其維護的調試工作十分方便。

（二）網絡化

電力系統繼電保護技術會朝著網絡化的方向快速發展。網絡保護的發展需要綜合使用計算機技術、通信技術以及微機保護等現代化科學技術，在綜合發揮計算機功能的同時，實現電力系統中的各項保護，例如，線路保護、變壓器保護以及母線保護等。網絡保護最典型的優勢是這種保護形式可以實現數據資源的共享，將原本的高頻保護和光纖保護轉變成縱聯保護。另外，網絡化發展的繼電保護技術還能實現母線保護，具有高可靠性、高速和大容量的特點。

（三）智能化

電力系統中繼電保護技術智能化的發展是現代計算機技術發展的主要產物之一。智能化保護技術將不一樣的人工智能技術有效結合，可以分析各種不確定因素對電力系統的影響，在提高保護動作可靠性的同時，還能促進電力系統的智能化發展。

（四）保護、控制、測量和數據通信的一體化發展

伴隨著計算機技術、通信技術和網絡技術的發展，電力系統中繼電保護技術也逐漸朝著保護、控制、測量和數據通信一體化的方向快速發展。這種綜合化的系統打破了傳統二次系統各專業之間的界限控制，是電力系統中繼電保護技術發展的主要方向。隨著科學技術的發展，電力系統繼電保護裝置功能越來越齊全，智能化水平越來越高，為提高我國電力系統的安全性和可靠性，必須促進保護、控制、測量和數據通信的一體化發展。

結束語

近幾年，城市規模不斷擴大，電力系統也越來越復雜，電力系統繼電保護技術在我國電力行業的發展建設過程中發揮著至關重要的作用，因此，企業必須采取有效解決措施不斷強化電力系統繼電保護技術，為提高我國電力行業的發展水平打下堅實的基礎。在實際發展中，電力系統繼電保護技術的應用仍存在較多問題，如何解決其中存在的問題是電力企業發展的當務之急。

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