电力系统继电保护技术的发展现状及前景

作者：邱景生

来源：《城市建设理论研究》2013年第38期

摘要：随着我国电力系统的快速发展，人们对电力系统的要求也越来越高，为了满足人们的需求，人们对继电保护技术的研究也更加关注。而且近年来计算机网络技术、通信技术以及电子技术等的快速发展，为继电保护的发展提供了便利。根据上述问题，本文首先介绍了继电保护技术的发展及现状，然后分析了继电保护技术的应用，最后阐述了继电保护技术的发展趋势。

关键词：电力系统；继电保护技术；技术发展趋势 中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

电力系统与人们的生产生活息息相关，直接影响着我国的稳定发展。电力系统是一个复杂的组成结构，包括发电机、变压器、输配线路等。其复杂性不仅是指组成，还有其每个元件之间由于电磁等都会发生联系，有些甚至会影响电力系统的正常运行。而继电保护技术作为确保电力系统正常安全运行的重要技术，越来越受到重视，继电保护技术的使用不仅提高了电力系统的运行效率，而且大大的降低了事故发生的可能性。 一、继电保护技术的发展

我国的继电保护技术的发展主要是从1949年开始，建国后我国的电力行业备受重视，得到了快速的发展，而且电子技术、计算机应用、通讯技术不断更新，促使我国的继电保护技术得到了稳定的发展。主要将继电保护技术的发展历程分为四个阶段：

（1）机电式继电保护繁荣阶段。50年代，我国的工程人员主要是以学习国外的先进技术为主，主要学习的技术有继电保护设备性能和运行技术。凭借对国外技术和经验的学习，我国的工作人员经过逐步的摸索和借鉴，慢慢的建立了一支理论和经验兼备的继电保护技术队伍。 （2）晶体管继电保护发展和应用时期。该时期主要是指60年代至80年代，在该阶段我国已经摆脱了电力系统线路保护完全靠引进的情况，标志性事件有天津大学与南京电力自动化设备厂共同研究的500kV的晶体管方向高频保护在葛洲坝上的应用。

（3）集成电路保护时代。该时期严格说来从该阶段是从70年代中期开始，工程人员开始对集成电路保护进行研究，到80年代末已经大面积的取代了晶体管继电保护，到90年代初，正式开启了集成电路保护的繁荣时期。

（4）计算机继电保护时代。计算机继电保护最先从20世纪70年开始研究，由华北电力学院研制的输电线路微机保护装置通过鉴定，标志着我国计算机继电保护的开始，90年代末，我国的继电保护技术日益成熟，不同原理和颇具特色的微机继电保护，丰富了我国的计算机继电保护装置市场，为电力系统的稳定运行做出了突出贡献。 二、继电保护技术的应用

继电保护是电力系统的重要组成部分，在保障电网系统的稳定运行、防止事故的发生、阻止事故的扩大等方面起着十分重要的作用。

继电保护计算及管理最突出的特点就是不确定性，主要有两方面的原因：一方面是由于继电保护配置、设备的技术参数等相关数据的不确定性。其中最突出的就是保护装置的定值，不同型号的保护装置其定值也不同，并且随着科技水平的不断进步，新的保护装置还会源源不断地研发出来，而定值又是不可预知的，这就造成了数据的多样性和不确定性。另一个重要原因出于保护装置的定值计算上。继电保护计算的内容之一就是保护装置的定值计算，保护装置的定值计算要充分考虑到相关工作人员的从业经验、保护测量方法、电网构造以及从业人员对相关规定把握尺度等因素，但由于上述因素存在的差异，就造成继电保护定值计算的不确定性。 1、继电保护技术介绍

继电保护装置主要采用了继电保护技术，作为保障电力系统安全正常运行的电力元件，主要是当电力系统出现障碍时，或是电力元件例如发电机、变压器等出现故障时，在向工作人员发出安全报警的同时，向其控制的断路器发出跳闸命令，以防止故障蔓延的一种自动保护装置。根据不同的故障情形设定不同的处理程序，常见的有：

（1）出现电力系统元件故障。当出现该类故障，该元件的继电保护装置根据设定的程序，向控制的最近的断路器发出跳闸的命令，以便电力系统迅速的脱离故障元件，不仅能够最大限度的避免对故障元件的损坏，而且避免了由于该元件造成的电力系统大面积通电事故。 （2）电气设备的不正常工作。当继电保护装置检查到电气设备的不正常工作时，并根据具体的情况，主要考虑工作情况以及设备的维修情况，给予不同的预警信号，主要的解决途径有，人工解决、装置自动调整以及对于不能自动调整、而且继续运行会危害电力系统的电气设备予以切除。

2、电力保护装置的应用

继电保护装置一般广泛的用于厂企业高压供电系统、变电站等，对其电力系统进行保护，主要包括高压供电系统线路保护、主变保护以及电容器保护三个方面。对于高压供电系统的继电保护而言需要对不并列运行的分段母线在断路器合闸的瞬间投入电流速断保护，而在合闸后

自动解除。然而对于高负荷的配电所还应该设置过电流保护。对于变压站而言，继电保护装置的应用主要包括线路保护、母联保护、电容器保护以及主变保护。其中电容器保护，是对电容器进行过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护；而主变保护主要包括重瓦斯保护、差动保护的主保护以及复合电压过流保护、过负荷保护的后备保护。 三、电力系统继电保护技术的发展趋势 1、网络化

随着计算机网络技术以及数据通讯技术的快速发展，其逐渐地成为信息技术中的重要技术支柱，在各个领域得到广泛的应用。但对于继电保护装置而言，现阶段的继电保护装置由于缺乏数据共享以及数据通信手段，功能和作用比较单一，一般只能进行差动保护和纵联保护，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量，作用也只是切除故障元件，缩小事故影响范围。而计算机网络以及数据通信技术的使用，使得继电保护装置还具备系统保护，即处理切除故障元件外，还可以通过共享全系统的运行和故障信息的数据，而达到保证全系统安全的目的。该目的的實施需要将整个电力系统的中的各设备和元件的继电保护装置用计算机网络连接起来，即实现了继电保护技术的网络化。 2、智能化

随着我国的快速进步，各领域对操作的要求也日益严格，传统的人工操作已经不能满足人们的要求，智能化以及自动化研究成为了人们关注的重点。经过近年来的发展，人工智能技术已经取得了较大的进步，例如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在各个领域的应用。其在电力系统的继电保护装置中的研究也已经开始。主要表现有，神经网络在继电保护中的应用，该方法是一种非线性映射的方法，主要是利用神经网络方法，解决难以通过列出方程式或传统算法求解的复杂的非线性问题，在继电保护中，运用神经网络的方法，经过大量的故障样本的训练，充分考虑各种故障问题，即可以轻松的解决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以及距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动等问题；遗传算法、进化规划等在继电保护中的应用，大大的提高了解决复杂问题的能力。因此智能技术在继电保护领域具有极大的发展，能大大的增强工作的效率以及保护操作的准确度。 总而言之，我国的继电保护技术经过多年的发展，已经具有一定的规模，取得了不俗的成绩，但与世界先进水平仍具有较大的差异，需要我们继续不断的努力，促使继电保护朝着智能化和网络化迈进。

参考文献：

[1] 尹星光，韩荣珍；微机继电保护发展的历史、现状及其趋势[J]；广东电力；2003年03期.

[2] 王萍；微机继电保护发展的历史、现状及其趋势[J]；内蒙古煤炭经济；2006年03期. [3] 朱广伟；微机继电保护在企业供电系统中的应用及发展趋势[J]；辽宁科技学院学报；2006年03期.