【摘要】　回首了我国电力系统继电庇护技术成长的进程，概述了微机继电庇护技术的成就，提出了未来继电庇护技术成长的趋向是：计较机化，网络化，庇护、控制、丈量、数据通讯一体化和人工智能化。【要害词】　继电庇护　现状　成长1　继电庇护成长现状　　电力系统的飞速成长对继电庇护不竭提出新的要求，电子技术、计较机技术与通讯技术的飞速成长又为继电庇护技术的成长不竭地注进了新的活力，是以，继电庇护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了成长的4个历史阶段。　　开国后，我国继电庇护学科、继电庇护设计、继电器制造工业和继电庇护技术队伍从无到有，在年夜约10年的时间里走过了进步前辈国家半个世纪走过的道路。50年月，我国工程技术人员缔造性地吸收、消化、掌控了国外进步前辈的继电庇护装备性能和运行技术［1］，建成了一支具有深挚继电庇护理论造诣和丰硕运行经验的继电庇护技术队伍，对全国继电庇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那时国外进步前辈的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年月中我国已建成了继电庇护研究、设计、制造、运行和教授教养的完整系统。这是机电式继电庇护繁荣的时代，为我国继电庇护技术的成长奠基了坚实根蒂根基。　　自50年月末，晶体管继电庇护已在起头研究。60年月中到80年月中是晶体管继电庇护蓬勃成长和普遍采用的时代。其中天津年夜学与南京电力自动化装备厂合作研究的500kV晶体管标的目的高频庇护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离庇护，运行于葛洲坝500kV线路上［2］，竣事了500kV线路庇护完全依靠从国外进口的时代。　　在此时代，从70年月中，基于集成运算放年夜器的集成电路庇护已起头研究。到80年月末集成电路庇护已形成完整系列，逐渐取代晶体管庇护。到90年月初集成电路庇护的研制、生产、运用仍处于主导地位，这是集成电路庇护时代。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标的目的高频庇护起了重要作用［3］，天津年夜学与南京电力自动化装备厂合作研制的集成电路相电压抵偿式标的目的高频庇护也在多条220kV和500kV线路上运行。　　我国从70年月末即已起头了计较机继电庇护的研究［4］，高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工年夜学、东南年夜学、华北电力学院、西安交通年夜学、天津年夜学、上海交通年夜学、重庆年夜学和南京电力自动化研究院都相继研制了分歧原理、分歧型式的微机庇护装配。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机庇护装配首先经由过程鉴定，并在系统中获得运用［5］，揭开了我国继电庇护成长史上新的一页，为微机庇护的推行斥地了道路。在主装备庇护方面，东南年夜学和华中理工年夜学研制的发机电失磁庇护、发机电庇护和发机电?变压器组庇护也相继于1989、1994年经由过程鉴定，投进运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路庇护装配也于1991年经由过程鉴定。天津年夜学与南京电力自动化装备厂合作研制的微机相电压抵偿式标的目的高频庇护，西安交通年夜学与许昌继电器厂合作研制的正序故障份量标的目的高频庇护也相继于1993、1996年经由过程鉴定。至此，分歧原理、分歧机型的微机线路和主装备庇护各具特点，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作靠得住的继电庇护装配。随着微机庇护装配的研究，在微机庇护软件、算法等方面也取得了很多理论功效。可以说从90年月起头我国继电庇护技术已进进了微机庇护的时代。2　继电庇护的未来成长　　继电庇护技术未来趋向是向计较机化，网络化，智能化，庇护、控制、丈量和数据通讯一体化成长。2.1　计较机化　　随着计较机硬件的迅猛成长，微机庇护硬件也在不竭成长。原华北电力学院研制的微机线路庇护硬件已历了3个成长阶段：从8位单CPU结构的微机庇护问世，不到5年时间就成长到多CPU结构，后又成长到总线不出模块的年夜模块结构，性能年夜年夜提高，获得了普遍运用。华中理工年夜学研制的微机庇护也是从8位CPU，成长到以工控机焦点部门为根蒂根基的32位微机庇护。　　南京电力自动化研究院一起头就研制了16位CPU为根蒂根基的微机线路庇护，已获得年夜面积推行，今朝也在研究32位庇护硬件系统。东南年夜学研制的微机主装备庇护的硬件也经过了屡次改良和提高。天津年夜学一起头即研制以16位多CPU为根蒂根基的微机线路庇护，1988年即起头研究以32位数字旌旗灯号处置器(DSP)为根蒂根基的庇护、控制、丈量一体化微机装配，今朝已与珠海晋电自动化装备公司合作研制成一种功能齐全的32位年夜模块，一个模块就是一个小型计较机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度，由于精度受A/D转换器分辨率的限制，跨越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较速度，很年夜的寻址空间，丰硕的指令系统和较多的输进输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的，具有存储器治理功能、存储器庇护功能和使命转换功能，并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。　　电力系统对微机庇护的要求不竭提高，除庇护的基本功能外，还应具有年夜容量故障信息和数据的持久寄存空间，快速的数据处置功能，壮大的通讯能力，与其它庇护、控制装配和调剂联网以同享全系统数据、信息和网络资本的能力，语言编程等。这就要求微机庇护装配具有相当于一台PC机的功能。在计较机庇护成长早期，曾设想过用一台小型计较机作成继电庇护装配。由于那时小型机体积年夜、成本高、靠得住性差，这个设想是不现实的。现在，同微机庇护装配年夜小相似的工控机的功能、速度、存储容量年夜年夜跨越了昔时的小型机，是以，用成套工控机作成继电庇护的时机已成熟，这将是微机庇护的成长标的目的。天津年夜学已研制成用同微机庇护装配结构完全不异的一种工控机加以改做作成的继电庇护装配。这类装配的优点有：(1)具有486PC机的全数功能，能知足对当前和未来微机庇护的各类功能要求。(2)尺寸和结构与今朝的微机庇护装配相似，工艺精巧、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于很是恶劣的工作情况，成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线，硬件模块化，对于分歧的庇护可肆意选用分歧模块，设置装备摆设灵活、轻易扩大。　　继电庇护装配的微机化、计较机化是不成逆转的成长趋向。但对若何更好地知足电力系统要求，若何进一步提高继电庇护的靠得住性，若何取得更年夜的经济效益和社会效益，尚须进行具体深进的研究。\2.2　网络化　　计较机网络作为信息和数据通讯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目发生了基本变化。它深入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讯手段。到今朝为止，除差动庇护和纵联庇护外，所有继电庇护装配都只能反应庇护安装处的电气量。继电庇护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺少强有力的数据通讯手段。国外早已提出过系统庇护的概念，这在那时主要指平安自动装配。因继电庇护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是重要使命)，还要保证全系统的平安稳定运行。这就要求每一个庇护单元都能同享全系统的运行和故障信息的数据，各个庇护单元与重合闸装配在分析这些信息和数据的根蒂根基上协调动作，确保系统的平安稳定运行。显然，实现这类系统庇护的基本条件是将全系统各主要装备的庇护装配用计较机网络联接起来，亦即实现微机庇护装配的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。　　对于一般的非系统庇护，实现庇护装配的计较机联网也有很年夜的益处。继电庇护装配能够获得的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判定和故障距离的检测愈准确。对自顺应庇护原理的研究已过很长的时间，也取得了一定的功效，但要真正实现庇护对系统运行方式和故障状态的自顺应，必需获得更多的系统运行和故障信息，只有实现庇护的计较机网络化，才能做到这一点。　　对于某些庇护装配实现计较机联网，也能提高庇护的靠得住性。天津年夜学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散布式母线庇护的原理［6］，初步研制成功了这类装配。其原理是将传统的集中式母线庇护涣散成若干个(与被庇护母线的回路数不异)母线庇护单元，涣散装设在各回路庇护屏上，各庇护单元用计较机网络联接起来，每一个庇护单元只输进本回路的电流量，将其转换成数字量后，经由过程计较机网络传送给其它所有回路的庇护单元，各庇护单元凭据本回路的电流量和从计较机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动庇护的计较，假设计较成效证实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，各庇护单元都计较为外部故障均不动作。这类用计较机网络实现的散布式母线庇护原理，比传统的集中式母线庇护原理有较高的靠得住性。由于假设一个庇护单元遭到干扰或计较毛病而误动时，只能毛病地跳开本回路，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很是重要。　　由上述可知，微机庇护装配网络化可年夜年夜提高庇护性能和靠得住性，这是微机庇护成长的必然趋向。2.3　庇护、控制、丈量、数据通讯一体化　　在实现继电庇护的计较机化和网络化的条件下，庇护装配现实上就是一台高性能、多功能的计较机，是整个电力系统计较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庇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。是以，每一个微机庇护装配不单可完成继电庇护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成丈量、控制、数据通讯功能，亦即实现庇护、控制、丈量、数据通讯一体化。　　今朝，为了丈量、庇护和控制的需要，室外变电站的所有装备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必需用控制电缆引到主控室。所敷设的年夜量控制电缆不单要年夜量投资，而且使二次回路很是复杂。可是假设将上述的庇护、控制、丈量、数据通讯一体化的计较机装配，就地安装在室外变电站的被庇护装备旁，将被庇护装备的电压、电流量在此装配内转换成数字量后，经由过程计较机网络送到主控室，则可免除年夜量的控制电缆。假设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)已在研究实验阶段，未来必然在电力系统中获得运用。在采用OTA和OTV的情况下，庇护装配应放在距OTA和OTV比来的地方，亦即应放在被庇护装备四周。OTA和OTV的光旌旗灯号输进到此一体化装配中并转换成电旌旗灯号后，一方面用作庇护的计较判定；另外一方面作为丈量量，经由过程网络送到主控室。从主控室经由过程网络可将对被庇护装备的操作控制饬令送到此一体化装配，由此一体化装配执行断路器的操作。1992年天津年夜学提出了庇护、控制、丈量、通讯一体化问题，并研制了以TMS320C25数字旌旗灯号处置器(DSP)为根蒂根基的一个庇护、控制、丈量、数据通讯一体化装配。2.4　智能化　　近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化计划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都获得了运用，在继电庇护领域运用的研究也已起头［7］。神经网络是一种非线性映照的方式，很多灾以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，运用神经网络方式则可水到渠成。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离庇护很难准确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；假设用神经网络方式，经过年夜量故障样本的操练，只要样本集中充实斟酌了各类情况，则在发生任何以障时都可准确判别。其它如遗传算法、进化计划等也都有其怪异的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方式适当连系可以使求解速度更快。天津年夜学从1996年起进行神经网络式继电庇护的研究，已取得初步功效［8］。可以预见，人工智能技术在继电庇护领域必会获得运用，以解决用常规方式难以解决的问题。3　竣事语　　开国以来，我国电力系统继电庇护技术履历了4个时代。随着电力系统的高速成长和计较机技术、通讯技术的前进，继电庇护技术面临着进一步成长的趋向。国内外继电庇护技术成长的趋向为：计较机化，网络化，庇护、控制、丈量、数据通讯一体化和人工智能化，这对继电庇护工作者提出了艰难的使命，也斥地了勾当的广漠六合。