回顧我國電力系統繼保護技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中,概述了微機繼電保護技術(shù)的成就,提出了未來(lái)繼電保護技術(shù)發(fā)展趨勢將是:計算機化,電網(wǎng)絡(luò )化,保護,控制,調查結果顯示,數據通信一體化和人工智能化。
繼電保護發(fā)展現狀
電力系統的迅速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求,電子技術(shù),計算機技術(shù)的快速發(fā)展不斷為繼電保護技術(shù)的發(fā)展注入新的活力,因此,繼電保護技術(shù)是有利的,在40多年的時(shí)間里已完成發(fā)展了4個(gè)歷史階段。 建國后,我國繼電保護學(xué)科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)隊伍從無(wú)到有,在大約10年的時(shí)間里走過(guò)了*國家半個(gè)世紀走過(guò)的道路。50年代,我國工程技術(shù)人員創(chuàng )造性地吸收、消化、掌握了*的繼電保護設備性能和運行技術(shù),建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍,對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長(cháng)起了指導作用。阿城繼電器廠(chǎng)引進(jìn)消化了當時(shí)*的繼電器制造技術(shù),建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時(shí)代,為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。 自50年代末,晶體管繼電保護已在開(kāi)始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設備廠(chǎng)合作研究的500kv晶體管方向高頻保護和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護,運行于葛洲壩500 kv線(xiàn)路上,結束了500kv線(xiàn)路保護*依靠從國外進(jìn)口的時(shí)代。 在此期間,從70年代中,基于集成運算放大器的集成電路保護已開(kāi)始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產(chǎn)、應用仍處于主導地位,這是集成電路保護時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用,天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設備廠(chǎng)合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kv和500kv線(xiàn)路上運行。 我國從70年代末即已開(kāi)始了計算機繼電保護的研究,高等院校和科研院所起著(zhù)先導的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線(xiàn)路微機保護裝置首先通過(guò)鑒定,并在系統中獲得應用,揭開(kāi)了我國繼電保護發(fā)展*新的一頁(yè),為微機保護的推廣開(kāi)辟了道路。在主設備保護方面,東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機失磁保護,發(fā)電機保護和發(fā)電機的、變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過(guò)鑒定,投入運行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機線(xiàn)路保護裝置也于1991年通過(guò)鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設備廠(chǎng)合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護,西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠(chǎng)合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過(guò)鑒定。至此,不同原理、不同機型的微機線(xiàn)路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著(zhù)微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果??梢哉f(shuō)從90年代開(kāi)始我國繼電保護技術(shù)已進(jìn)入了微機保護的時(shí)代。
繼電保護的未來(lái)發(fā)展
繼電保護技術(shù)未來(lái)趨勢是向計算機化,網(wǎng)絡(luò )化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發(fā)展。
計算機化 隨著(zhù)計算機硬件的迅猛發(fā)展,微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機線(xiàn)路保護硬件已經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段:從8位單cpu結構的微機保護問(wèn)世,不到5年時(shí)間就發(fā)展到多cpu結構,后又發(fā)展到總線(xiàn)不出模塊的大模塊結構,性能大大提高,得到了廣泛應用。華中理工大學(xué)研制的微機保護也是從8位cpu,發(fā)展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。 南京電力自動(dòng)化研究院一開(kāi)始就研制了16位cpu為基礎的微機線(xiàn)路保護,已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學(xué)研制的微機主設備保護的硬件也經(jīng)過(guò)了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開(kāi)始即研制以16位多cpu為基礎的微機線(xiàn)路保護,1988年即開(kāi)始研究以32位數字信號處理器(dsp)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置,目前已與珠海晉電自動(dòng)化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個(gè)模塊就是一個(gè)小型計算機。采用32位微機芯片并非只著(zhù)眼于精度,因為精度受a/d轉換器分辨率的限制,超過(guò)16位時(shí)在轉換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。cpu的寄存器、數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)都是32位的,具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務(wù)轉換功能,并將高速緩存(cache)和浮點(diǎn)數部件都集成在cpu內。 電力系統對微機保護的要求不斷提高,除了保護的基本功能外,還應具有大容量故障信息和數據的長(cháng)期存放空間,快速的數據處理功能,強大的通信能力,與其它保護、控制裝置和調度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統數據、信息和網(wǎng)絡(luò )資源的能力,語(yǔ)言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺pc機的功能。在計算機保護發(fā)展初期,曾設想過(guò)用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時(shí)小型機體積大、成本高、可靠性差,這個(gè)設想是不現實(shí)的?,F在,同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過(guò)了當年的小型機,因此,用成套工控機作成繼電保護的時(shí)機已經(jīng)成熟,這將是微機保護的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機保護裝置結構*相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有:(1)具有486pc機的全部功能,能滿(mǎn)足對當前和未來(lái)微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似,工藝精良、防震、防過(guò)熱、防電磁干擾能力強,可運行于非常惡劣的工作環(huán)境,成本可接受。(3)采用std總線(xiàn)或pc總線(xiàn),硬件模塊化,對于不同的保護可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴展。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿(mǎn)足電力系統要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益,尚須進(jìn)行具體深入的研究。
網(wǎng)絡(luò )化 目前繼電保護測試儀都可以直接和電腦聯(lián)網(wǎng),改變了傳統的USB接口。232接口使用起來(lái)更方便。
智能化 現今的工控機繼電保護測試儀改變了傳統的單片機模式,大液晶屏顯示或是觸摸屏,更智能,更方便。
繼電保護裝置是為了保證整個(gè)電網(wǎng)的安全、、快速的運行,保證電網(wǎng)的正常供電,選擇好的繼電保護裝置能夠更好地保證電網(wǎng)的進(jìn)步。相關(guān)的電力儀器儀表,微機繼電保護測試儀、變壓器檢測儀、電纜故障測試儀等在整個(gè)繼電保護相關(guān)的檢測中將起到重要的作用。當今社會(huì )經(jīng)濟飛速發(fā)展,電網(wǎng)也向著(zhù)智能化方向發(fā)展,技術(shù)是整個(gè)電力發(fā)展的關(guān)鍵因素。設備的智能化,網(wǎng)絡(luò )化,人性化,才是未來(lái)的生存之道,在前進(jìn)的過(guò)程中,我們將不斷改進(jìn),做到更好,更強,更大。
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