導(dǎo)語：機電一體化繼電器保護探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：只有不斷提高繼電器保護技術(shù)，才能適應(yīng)快速發(fā)展的電力系統(tǒng)。繼電器保護技術(shù)的發(fā)展以機電一體化技術(shù)的進步為基礎(chǔ)，電子、計算機及通信技術(shù)的日益發(fā)展有效地促進了繼電器保護技術(shù)的提高。本文回顧了機電一體化的繼電器保護技術(shù)發(fā)展歷史，并對它的發(fā)展趨勢進行了展望。

關(guān)鍵詞：機電一體化；繼電器保護；計算機化；網(wǎng)絡(luò)化；智能化

繼電器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，其在電路中可以進行自動調(diào)節(jié)、電路轉(zhuǎn)換及安全保護。因此，高度重視繼電器保護技術(shù)的應(yīng)用十分重要。

1機電—體化中繼電器保護的歷史發(fā)展

電力系統(tǒng)經(jīng)常會受到多種因素的影響而發(fā)生短路，電器設(shè)備各種異常現(xiàn)象的出現(xiàn)都能使電力系統(tǒng)停止運行，因此做好繼電器保護是非常重要的。新中國建立后，我國開始了繼電器保護學(xué)科、設(shè)計、制造工業(yè)及人才隊伍的建設(shè)，經(jīng)過10年左右的發(fā)展，完成了先進國家大約50年的前進歷程。在50年代時，我國的相關(guān)技術(shù)人才已經(jīng)能夠徹底掌握運用國外前沿的繼電器保護技術(shù)，擁有的繼電器保護人才隊伍具備高深的理論水平及豐富的實踐經(jīng)驗［1］。阿城繼電器廠進口并掌握了國外尖端的繼電器生產(chǎn)技術(shù)，是我國繼電器制造業(yè)的開端。到了60年代中期，我國已擁有了繼電器保護相關(guān)的科研、設(shè)計、生產(chǎn)、應(yīng)用及教學(xué)這樣完整的體系。當(dāng)時稱得上是機電式繼電器保護發(fā)展的黃金時代，為繼電器保護技術(shù)在我國的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。在50年代底，我國開始進行晶體管繼電保護的研究，從60年代中期至80年代中期，晶體管繼電保護發(fā)展良好并得到廣泛應(yīng)用。天津大學(xué)和南京電力自動化設(shè)備廠共同開發(fā)了500kV的晶體管方向高頻保護，南京電力自動化研究院開發(fā)了晶體管高頻閉鎖距離保護，并且在葛洲壩500kV線路得到應(yīng)用，自此，我國500kV線路的保護就不必依靠進口了。集成運算放大器應(yīng)用到的集成電路保護于70年代中期進行研發(fā)，在80年代底具有了完整的系列，并慢慢代替了晶體管保護。開發(fā)、制造與應(yīng)用集成電路保護在90年初開始幾年仍然居主導(dǎo)地位。這其中有代表性的是南京電力自動化研究院開發(fā)的集成電路工頻變化量方向高頻保護。天津大學(xué)和南京電力自動化設(shè)備廠共同開發(fā)了在不少220kV及500kV線路廣泛應(yīng)用的集成電路相電壓補償式方向高頻保護。計算機繼電保護在7O年代底進行研究，高等院校與科研院所是研究的主力軍。華中理工大學(xué)、華北電力學(xué)院、東南大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)、天津大學(xué)及南京電力自動化研究院等開發(fā)出了各自原理不同、型式不同的微機保護裝置。首先通過鑒定的是原華北電力學(xué)院于1984年開發(fā)的輸電線路微機保護裝置，并被應(yīng)用于系統(tǒng)，我國的繼電器保護由此翻開了新的篇章，也為普及微機保護奠定了基礎(chǔ)。1989年、1994年，東南大學(xué)與華中理工大學(xué)開發(fā)的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護及發(fā)電機－變壓器組保護先后經(jīng)過鑒定，并應(yīng)用于主設(shè)備的保護。1991年，南京電力自動化研究院開發(fā)的微機線路保護裝置得到鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠共同開發(fā)的微機相電壓補償式方向高頻保護于1993年鑒定成功，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠共同開發(fā)的正序故障分量方向高頻保護于1996年鑒定成功。機型各不相同的微機線路及主設(shè)備保護所依據(jù)的原理并不一樣，各有優(yōu)勢，性能都較好，功能也多，安全性高［2］。在進行微機保護裝置開發(fā)的同時，也推動了微機保護軟件與算法等的理論研究。從90年代起，我國的繼電器保護技術(shù)開始以微機保護為主導(dǎo)。

2機電一體化的繼電器保護的發(fā)展趨勢

機電一體化的繼電器保護技術(shù)必定會伴隨著社會的進步，朝更加先進的方向不斷更新。2．1計算機化。計算機硬件發(fā)展非常快，微機保護硬件同樣也持續(xù)進步。電力系統(tǒng)要求微機保護技術(shù)必須越來越先進，除了基本的保護作用之外，還要能夠長期存放大容量的故障信息及數(shù)據(jù)，能夠高速處理數(shù)據(jù)，通信功能較強，能夠和另外的保護、控制裝置與調(diào)度進行聯(lián)網(wǎng)來互通系統(tǒng)數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)資源，能夠進行高級語言的編程，因此，微機保護裝置應(yīng)該實現(xiàn)PC機的功能。計算機保護的起始階段，即使小型計算機，成本也比較高，并且體積較大，可靠性不大，所以無法轉(zhuǎn)為繼電保護裝置。而現(xiàn)今，與微機保護裝置體積一樣的工控機在功能、速度及容量等方面都非常先進，故而，繼電保護裝置就能以成套工控機來實現(xiàn)，這會成為未來微機保護的一種趨勢。天津大學(xué)開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)與微機保護裝置一樣的工控機作為繼電保護器，優(yōu)勢表現(xiàn)為：功能與PC機一樣，可以實現(xiàn)微機保護的性能；體積與構(gòu)造類似于微機保護裝置，有精良的工藝，能夠強大地防震、防過熱及防電磁干擾，在比較惡劣的環(huán)境里也能工作；使用的是STD總線，也可以是PC總線，有模塊化的硬件，可方便地選擇不同的模塊進行各種保護，配置比較靈活，擴展也方便。微機化與計算機化是繼電保護器發(fā)展的必然趨勢，然而必須注意使之與電力系統(tǒng)的要求更加適應(yīng)，能夠更加可靠的進行繼電保護，可以實現(xiàn)經(jīng)濟及社會效益的最大化［3］。2．2網(wǎng)絡(luò)化。在信息時代，計算機網(wǎng)絡(luò)承載著信息與數(shù)據(jù)通信的重要作用，有效地促進了人類生產(chǎn)活動的進步，給人們的生活提供了便利，同時，也為工業(yè)各個領(lǐng)域帶來了改變，成為工業(yè)領(lǐng)域普遍的通信方式。差動保護及縱聯(lián)保護除外，全部的繼電保護裝置只局限于對保護安裝處的電氣量做出反應(yīng)，其功用也是對發(fā)生故障的元件進行切除，減小事故波及的范圍，此種情況的原因主要在于沒有功能強大的數(shù)據(jù)通信方式。其它國家很早就出現(xiàn)了系統(tǒng)保護的提法，這主要是針對安全自動裝置而言。繼電保護的首要作用是對故障元件進行切除使事故限定于較小的范圍，但還必須能夠保障系統(tǒng)進行安全穩(wěn)定的運行。所有的保護單元對全系統(tǒng)運行及故障的信息都應(yīng)可以共享，并且通過對信息數(shù)據(jù)的處理，能夠與重合閘裝置進行協(xié)調(diào)，以此為系統(tǒng)安全及穩(wěn)定運行提供保障。進行系統(tǒng)保護的前提是微機保護裝置需要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，也就是應(yīng)利用計算機網(wǎng)絡(luò)把全系統(tǒng)所有主要設(shè)備的保護裝置連接在一起。2．3保護、控制、測量及數(shù)據(jù)通信一體化。繼電器保護進行計算機化及網(wǎng)絡(luò)化之后，保護裝置已經(jīng)相當(dāng)于一臺性能好、功能全的計算機，作為電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)中的一個智能終端，電力系統(tǒng)工作及故障的相關(guān)信息數(shù)據(jù)都能被它在網(wǎng)上輕易獲取，在取得被保護元件的任何相關(guān)信息數(shù)據(jù)后，它也可傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)控制中心與任何一個終端。微機保護裝置不只具有繼電保護的功能，同時，在正常工作時也能夠進行測量、控制及數(shù)據(jù)通信，也就是達到保護、控制、測量及數(shù)據(jù)通信一體化［4］。2．4智能化。電力系統(tǒng)的不同領(lǐng)域目前都較多地應(yīng)用了人工智能技術(shù)，像神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)劃及模糊邏輯等，繼電保護方面對人工智能技術(shù)的應(yīng)用也進行了研發(fā)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采取非線性映射方法，可有效解決不易列出方程式的非線性問題，也能處理難以求解的復(fù)雜非線性問題。在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度進行擺開的時候，經(jīng)過渡電阻產(chǎn)生短路，對于這樣的非線性問題，距離保護因不能進行故障位置識別，會引發(fā)誤動或拒動，而如果采取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在進行很多故障樣本訓(xùn)練后，只要樣本對不同狀況考慮得比較全面，那么就能識別任何故障。遺傳算法與進化規(guī)劃等也各有分析復(fù)雜問題的優(yōu)勢。結(jié)合運用人工智能方法更可加快求解速度。1996年，天津大學(xué)就已開始對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護展開了研發(fā)。繼電保護領(lǐng)域在未來的發(fā)展中，必定會高度重視人工智能技術(shù)的應(yīng)用，充分發(fā)揮其處理疑難問題的優(yōu)勢。

3結(jié)束語

電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，計算機及通信技術(shù)也突飛猛進，機電一體化控制的繼電器保護技術(shù)必須加快技術(shù)進步與更新。計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量及數(shù)據(jù)通信一體化及智能化是繼電器保護技術(shù)發(fā)展的大勢所趨。繼電保護工作者應(yīng)發(fā)揮聰明才智，加大研發(fā)力度，進行技術(shù)創(chuàng)新。

參考文獻：

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［3］鐘華，朱民茂．電力系統(tǒng)繼電保護新技術(shù)的發(fā)展與分析［J］．科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（32）：145－146．

［4］曹美．電氣自動化系統(tǒng)中繼電保護的安全技術(shù)分析［J］．南方農(nóng)機，2017，48（18）：90．

作者:陳振成 單位:廣西壯族自治區(qū)技工教育研究室