继电保护新技术现状分析

【摘要】19世纪末期，为了防止短路时设备被损坏出现了熔断器，从此形成了最初的过流保护。上世纪初出现了电流差动保护、方向性电流保护、距离保护以及高频保护；这些保护的基本原理相似，都...

【摘 要】作为电力系统稳定控制的重要组成部分，继电保护扮演着安全卫士的关键角色。随着科学技术的发展，常规的继电器保护逐渐被微机保护所替代，同时，很多新技术被应用于继电保护中。本文针对继电保护中的新技术进行探讨，对各种技术进行了分析。

【关键词】电力系统；继电保护；新技术

引言

在电力系统中，继电保护的主要功能是对各类故障以及不安全运行工况进行研究并制定相应的反事故对策。过去，采用有触点的继电器进行电力系统元件保护是主要手段；科学技术在不断发展，电网朝着更高电压等级、更大单机装机容量、大电网互联的方向发展，这给继电保护工作带来了更高的要求，微机保护也应运而生。本文对继电保护的新技术发展现状进行分析。

1 继电保护技术的发展历程

19世纪末期，为了防止短路时设备被损坏出现了熔断器，从此形成了最初的过流保护。上世纪初出现了电流差动保护、方向性电流保护、距离保护以及高频保护；这些保护的基本原理相似，都是通过对故障后的稳态工频量进行测量，从而判断故障[1]；时至今日，这一保护原理在电力系统中仍有应用，并起着主导作用。随后，出现了行波保护，它主要反映工频突变量。上世纪60年代，通过对计算机的利用进行继电保护开始被人们提出，但是受技术限制并没有投入实际应用，而仅仅停留在研究阶段。随着计算机技术的飞速发展，微机保护开始出现，它自出现之日起，就表现出许多模拟式保护无法企及的优点，并很快投入使用。我国的微机保护研究开始于上世纪70年代，到90年代，我国的继电保护进入到微机保护数字化时代。对继电保护的发展历程进行分析，它总是依据电网的需要，吸取最新的科研成果不断完善自身。

2 继电保护新技术

2.1 信息网络技术

继电保护开始从模拟式和数字式向着信息化的方向发展。就变电站的综合自动化而言，具有灵活的配置；如果采用传统的远方终端装置与当地监控系统相配合的方式，相关信息可以通过遥信输入回路送到RTU中；另外，还可以通过串行口与RTU实现信息传递。如果采用全分散式，则是将保护单元和控制单元就地安装于主设备旁。

2.2 可编程控制器的应用

可以将PLC看成是一种特殊的工业计算机，其体系结构适用于编程语言；在包含有继电器的控制系统中，需要用导线将分立元件连接起来，这种方式不利于复杂逻辑关系的实现，同时也不利于定期进行操作任务的改变。而采用PLC后可以避免这类问题，采用编程的方式实现传统分立元件的连接；此外，还可以利用PLC中的辅助继电器实现传统机械触点继电器的功能。

2.3 智能化技术

上世纪90年代以来，人工智能技术被应用于电力系统中，继电保护的研究也开始向智能化的方向发展。就人工神经网络而言，它能够实现信息的分布式存储，能够进行并行处理和自组织、自学习[2]。近年来，在继电保护领域，出现了采用人工神经网络技术判别故障类型，测定故障距离等。

2.4 自适应控制技术

在继电保护中使用自适应控制技术，它可以根据电网的运行方式以及故障的变化对保护性能和定值等进行改变，这是一种新型的继电保护方式；其基本思想是：实现保护与电网中各种变化相适应，从而改善保护的性能。这种方法有利于系统响应的改善，增强继电保护的可靠性。

2.5 变电所综合自动化技术

在传统的二次系统中，各专业有严格的界限，设备的划分也十分明显；采用综合自动化后，这一原则被打破，变电站的自动化有了更新的内容，保护装置与调度中心的通信也不再受到阻碍。科学技术的不断发展，综合自动化系统将会朝着功能完善、智能水平高的方向发展，电网也将迈向新的水平。

2.6 广域保护技术

所谓广域保护，是指在全国联网的背景下，对保护防线的合理配置提供方案；其具体定义为：基于电网中的多点信息，快速准确可靠的切除故障，并且对切除故障后的系统进行研究分析；对存在的不稳定因素采取可行的控制措施，它不仅实现了继电保护，而且还实现了自动控制功能。当前，可以将广域保护技术分为两大类：一是对广域信息的利用，用于实现安全的监视和控制，对稳定边界进行计算，实现状态评估等；二是通过广域信息实现继电保护。

2.7 新型互感器的应用

光电流互感器、光电压互感器及相关保护的出现引发了继电保护的一场革命。在电力事业较为发达的国家，光电流互感器和光电压互感器已经被投入现场运行；它们与传统的互感器相比具有较多优点，如：实现了强弱电的绝缘隔离，不受电磁干扰的影响，不会出现电流互感器磁保护问题，具有更宽的频率响应。这些优点决定了其在未来的发展地位，也将彻底改变继电保护的应用条件及方式。

2.8 微机保护新思想

微机保护发展的关键原因之一是新算法的出现；当前，模糊控制、自适应控制以及综合优化控制已经被成功应用于微机保护中[3]。已有学者提出利用网络化通用硬件及软件平台实现新算法，相关研究和试验证明：网络应用具有较高的可靠性。

3 结束语

技术的发展永远没有终点，这也给继电保护的发展带来了生机和希望，同时也给继电保护工作者带来了挑战。在实践中，应该依据市场的变化和电网的需要，制定相应的检测方法及标准，保证继电保护产品的质量。

参考文献：

[1]何世恩，岳桓宇，夏经德.继电保护技术的发展与展望[J].甘肃电力技术，2010（5）.

[2]何智平，周玲，张方军，吴健.国内市场微机型继电保护测试仪的现状和发展[J].继电器，2005（8）.

[3]兰岚，万伟民.基于微机继电保护装置的集成化保护和控制系统设计[J].电力系统保护与控制，2010（8）.