对继电保护技术的探讨.doc

1、对继电保护技术的探讨摘要：电力系统继电保护技术的发展如火如荼。在将近一个时间的发展，已经发展到相对成熟的阶段。本文回顾了继电保护近百来来的发展历程，阐述了电力系统继电保护的作用，提出继电保护系统正常运作的基本要求，并探讨了现阶段继电保护系统的新科技、新技术，以供同行参考、利用。 关键词：继电保护 神经网络 光电电流 中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号： 1.前言 现阶段计算机和人工智能的飞速发展，继电保护的发展也尤为突出。继电保护必将向综合自动化技术方向发展通讯技术的进步，电力系统保护装置向着计算机化、网络化、保护测量控制数据通信一体化和人工智能化方向发展即我们通常所说的继电保护

2、与此同时越来越多的新技术新理论将应用于继电保护领域，这要求我们继电保护工作者不断求学探索和进取，适应新的潮流方向和发展趋势。我国继电保护学科技术继电器制造和人才队伍培养从无到有，在小活吸收国外先进继电保护设备和运行技术的基础上，建成了一支具有深厚理论功 底和丰富运行经验的继电保护队伍经过几十年年的发展和探索，我国的继电保护技术将更好的为国家的建设和人们的生活带来帮助。 2.继电保护发展史 继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。几十年来，随着我国 电力系统向高电压、大机组、现代化大电网发展，继电保护技术及其装置应用水平获得很 大提高。在 20 世纪 50 年代及以前，差不多都是

3、用电磁型的机械元件构成。随着半导体器 件的发展，陆续推广了利用整流二极管构成的整流型元件和由半导体分立元件组成的装置。20 世纪 70 年代以后，利用集成电路构成的装置在电力系统继电保护中得到广泛运用。到 20 世纪 80 年代，微型机在安全自动装置和继电保护装置中逐渐应用。随着新技术、新工艺的采用，继电保护硬件设备的可靠性、运行维护方便性也不断得到提高，继电保护技术将达到更高的水平。 3.继电保护发展新技术 3.1 故障信息与继电保护技术 继电保护的任务就是检测故障信息、识别故障信号，进而作出保护是否出口跳闸的决定。因此故障信息的识别、处理和利用是继电保护技术发展的基础，不断发掘和利用故障信

4、息对继电保护技术的进一步发展有十分重要的意义。故障信息可分为以工频信息及谐波为主的稳态故障信息和暂态故障信息。在使用故障信息方面，引入故障分量的概念。利用故障分量构成电流、方向、电流纵联差动、电流相位差动及距离保护原理。故障分量具有以下特征：(1)非故障状态下不存在故障分量的电压、电流，故障分量只有在故障状态下才出现。(2)故障分量独立于非故障状态，但仍受系统运行方式的影响。 (3)故障点的电压故障分量最大，系统中性点的电压为零。(4)保护装设处电压和电流故障分量间的相位关系，由保护装设处到系统中性点间的阻抗决定，且不受系统电势和短路点过渡电阻的影响。 建立在暂态故障信息基础上的小电流接地保护

5、、行波保护等，都是新型继电保护的重要 理论。利用高频故障电压、电流信号的暂态量实现超高速继电保护，已经有许多重要的成果。 一种新型的无通信输电线路保护技术以第一次检测到的高频故障电流暂态信号为基础，使用一个特别设计的多通道数字滤波器来捕捉限定频段的高频信号，通过对数字滤波器的几个输出之间的比较来确定故障是否在保护范围内，这种保护除了可以节省通信联络线的费用外，还保存了许多暂态保护技术的优点，如故障点、类型、过渡电阻以及相位角影响较小，且不受铁芯饱和及网络状态的影响。总之，对故障信息的发掘、提取和利用，以满足电力系统发展的要求，是继电保护技术发展的重要方向。 3.2 神经网络在继电保护中的应用

6、在电力系统里存在很多非线性问题，用传统的方法，难以得到满意的解决，而应用人工 神经网络理论，则能够迎刃而解。例如配电网的线损、电网的暂态分析、动稳态分析等。应 用神经网络理论的保护装置是神经网络与专家系统融为一体的神经网络专家系统。例如在双 侧电源系统里，两侧系统间电势夹角变化，此时发生经过渡电阻短路就是一个非线性问题， 传统的距离保护很难作出正确的判断，而用经过对训练样本进行学习的神经网络保护装置就 可以正确判别。 人工神经网络用于继电保护领域在 20 世纪 80 年代就已经开始了，但是形成和训练神经 网络需要非常大的计算量，因此当时的研究未能取得突破。近年来计算机计算速度的迅猛提 高，神经

7、网络应用于继电保护领域成为可能。许多学者致力于该项技术的研究，并取得了丰 厚的成果。使用人工神经网络也是继电保护装置智能化的一种方法，在解决了计算速度的问题后，神经网络在电力系统中的应用可谓是得心应手。 3.3 借助计算机开发的新理论及新技术 正如计算机的出现给其他学科带来的巨大冲击一样，计算机在电力系统继电保护中的应 用，从某种意义上带来了继电保护领域的一场革新，其中较为成功的例子就是建立在暂态量 基础上的行波保护原理，充分地利用了计算机的特性。目前微机在继电保护中的应用存在一些问题，现在研究开发的多为通用型或用于自动控制系统的芯片，尚无继电保护装置专用芯片。由于电力系统继电保护对实时性和可

8、靠性有着近乎苛刻的要求，开发微机型继电保护装置专用的芯片是微机在继电保护领域中得到进一步应用不可或缺的基础。 微机保护利用微型计算机极强的数学运算能力和逻辑处理能力，能够应用许多独特算 法，大大提高了保护的性能。现代微机继电保护一般具有以下特点：采用分层多 CPU 并行运行的结构，各模块系统相关性少：每个 CPU 由单独的开关电源供电，可靠性更高；主保护配置双重化或多重化。 3.4 光电电流互感器 随着系统容量的不断增大，配电网结构的不合理、中低压电力系统中短路电流急剧增 大，电磁感应式电流互感器的饱和等问题日益突出，这将影响到保护装置动作的正确性。可 以采取一些方法来防止电磁式电流互感器的饱

9、和，但是，由于磁饱和、铁磁谐振，动态范围 小、频带窄等缺点，难以满足现代化电力系统在线监控、事故重演、高精度的故障诊断的需 要。与传统的电磁式电流互感器相比，光电式的电流互感器具有不饱和、测量范围大、频带 宽、数字信号传输、体积小等优点，国外已经有无源 OTA 挂网实验运行。 结束语 随着电力系统的发展，其多继电保护的要求越来越高。通信技术和计算机技术的发展，继电保护及故障信息管理系统将变得更加实用、可靠。同时电子技术、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，进而我国电力系统的未来发展将更为强大。相信不久的将来我国电力系统的继电保护必将发展到一个新才层次。 参考文献： 1张宇辉电力系统微型计算机继电保护 J 北京中国电力出版社 2000 2杨国福电力系统继电保护技术的现状与发展趋势 J 电气制造 2007 3林燕群电力系统中变电站继电保护探讨 J 广东科技 2008 4朱尚春供电系统继电保护的可靠性初探 J 中国新技术新产品 2010 5廖恒雄如何提高继电保护安全运行的可靠性 J 科技资讯 2007