吳翠翠，奚玉美

（1．江蘇龍源風(fēng)力發(fā)電有限公司，江蘇 南通 226000；2．南通職業(yè)大學(xué)，江蘇 南通 226000）

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀分析

1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展階段

1.1.1 機(jī)電式繼電保護(hù)階段

隨著我國的迅速發(fā)展，相關(guān)人員對電力行業(yè)具有的的重要性有了全新的見解。因此，電力工程人員就對和機(jī)電式繼電保護(hù)技術(shù)相關(guān)的知識進(jìn)行了充分的了解與學(xué)習(xí)。機(jī)電式繼電保護(hù)是以電磁原理為基礎(chǔ)構(gòu)成的，通常由測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成。首先，測量部分的作用是測量被保護(hù)設(shè)備的有關(guān)參數(shù)，以便判斷設(shè)備所處的狀態(tài)。其次，邏輯部分的作用是根據(jù)測量部分輸出的結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷，確定保護(hù)裝置是否動作，以及如何動作等。執(zhí)行部分的作用是根據(jù)邏輯部分的判斷，最后完成保護(hù)裝置的使命。通過電力工程人員的堅持學(xué)習(xí)，形成了一只理論知識與實踐經(jīng)驗都極為豐富的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隊伍，這為今后我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展提供了一定的保障作用[1]。

1.1.2 晶體管繼電保護(hù)階段

隨著科技水平的不斷提高，我國創(chuàng)造了屬于自己的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)，并通過對相應(yīng)技術(shù)的不斷消化與吸收，使原有的保護(hù)階段逐漸朝著晶體管繼電保護(hù)階段進(jìn)行發(fā)展。晶體管繼電保護(hù)的種類很多，就其結(jié)構(gòu)來說，一般都由交流測量電路、直流邏輯電路和直流穩(wěn)壓電源三部分組成。交流測量電路通常由電壓形成回路和整流、濾波回路構(gòu)成。直流邏輯回路一般包括觸發(fā)器、由門電路和時間電路組成的邏輯判別回路、信號回路及出口回路。直流穩(wěn)壓電源為直流邏輯回路提供各級工作電壓和需要的電功率。

1.1.3 集成電路保護(hù)階段

由于不斷的對電力系統(tǒng)進(jìn)行完善，會發(fā)現(xiàn)在應(yīng)用晶體管繼電保護(hù)技術(shù)時經(jīng)常出現(xiàn)一些技術(shù)上的問題，為了可以更好的對這些問題進(jìn)行解決，電力工程人員對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了新的研究與嘗試，并逐漸的對集成電路保護(hù)技術(shù)產(chǎn)生了強烈的研究興趣[2]。通過電力工程人員的不懈努力，最終成功地研究出了集成電路保護(hù)技術(shù)，并在市場上進(jìn)行大量推廣。集成電路保護(hù)一方面可以使繼電保護(hù)的成本得到一定程度的降低，另一方面還可以使電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)變得更加完善與實用。

1.1.4 微機(jī)繼電保護(hù)階段

隨著社會的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平得到了迅速進(jìn)步，這種情況下就需要電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)能夠與時代發(fā)展的方向相符合。因此，電力工程人員開始對微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，研究出的輸電線路微機(jī)裝置就是其成功的標(biāo)志之一。微機(jī)繼電保護(hù)階段的成功研制使電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)變得更加完善與合理，并形成了全新的繼電保護(hù)發(fā)展市場，使我國電力系統(tǒng)的運行變得更加科學(xué)化與安全化。

1.2 普遍應(yīng)用的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)

目前，微機(jī)繼電保護(hù)階段是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)最新的發(fā)展階段，且對微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的發(fā)展與研究。與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比，微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)在對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)時，如圖1所示，通過其自身具有的靈活性，不僅可以及時的對保護(hù)參數(shù)進(jìn)行顯示，而且可以對出現(xiàn)故障的距離進(jìn)行觀察與推測。

圖1 微機(jī)繼電保護(hù)測試儀

近年來，微機(jī)繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用了越來越多的新技術(shù)，首先，IT技術(shù)讓繼電保護(hù)在保護(hù)、控制以及測量等方面實現(xiàn)了一體化，安裝可以隨意進(jìn)行編程的控制器，可以使編程語言變得更加具體化，從而更好的對控制要求進(jìn)行滿足[3]。另外，繼電保護(hù)裝置中的控制系統(tǒng)可以更好的將各種類型的零件以及器材進(jìn)行連接，這對實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯和操作具有一定的推進(jìn)作用。其次，把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加入到繼電保護(hù)中，可以使原本解決難度很大的非線性問題得到良好的解決。隨著計算機(jī)的不斷發(fā)展，逐漸的把電流互感器、光學(xué)數(shù)字式電壓等在繼電保護(hù)技術(shù)中進(jìn)行運用，這對于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)來說具有良好的發(fā)展前景，會成為未來重要的發(fā)展趨勢。廣域保護(hù)可以對電力系統(tǒng)進(jìn)行快速分析與實時檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時可以采取最合適的措施來對故障進(jìn)行及時的阻止和控制，從而對電力系統(tǒng)起到一定的保護(hù)作用。通過建設(shè)和發(fā)展廣域保護(hù)，對今后電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的智能化、數(shù)字化以及一體化等發(fā)展趨勢具有的意義是十分重大的。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 數(shù)字化

隨著社會的不斷進(jìn)步，人們對微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)提出的要求也變得越來越嚴(yán)格，一方面要求其對電力系統(tǒng)具有良好的保護(hù)作用，另一方面，要求其具有充足的空間供故障數(shù)據(jù)以及信息進(jìn)行長期的儲存且具有較強的通信能力。因此，為了確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)可以與時代的發(fā)展趨勢相符合，就要對其數(shù)字化模式進(jìn)行發(fā)展。

圖2 數(shù)字化繼電保護(hù)的測試控制裝置

首先，在繼電保護(hù)技術(shù)中對高性能數(shù)字信號處理器進(jìn)行充分應(yīng)用可以使其擁有極強的處理能力，對集成電路芯片進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用可以使繼電保護(hù)技術(shù)的運算能力得到大幅度的提升；其次，數(shù)字化模式還可以使電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)測量交流信號的速度與精度變得更加快速與準(zhǔn)確[4]。當(dāng)出現(xiàn)故障時，不僅可以及時記錄故障信息，還可以對故障的類型、時間等進(jìn)行詳細(xì)搜集。最后數(shù)字化模式還具有多種通信接口，這為物理數(shù)據(jù)和波形正常且及時的傳輸提供了相應(yīng)的保障。圖2為數(shù)字化繼電保護(hù)的測試控制裝置。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化

當(dāng)前，作為可以對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行整理與通信工具的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)成為了十分重要的技術(shù)支柱，它的發(fā)展對人們的日常生活以及生產(chǎn)等產(chǎn)生了的巨大的改變。目前的繼電保護(hù)技術(shù)只能對切除發(fā)生故障的元件，盡可能的使事故的影響力得到降低，這主要是因為繼電保護(hù)技術(shù)具有的數(shù)據(jù)通信手段不夠強大所造成的。但對于一個完整的繼電保護(hù)技術(shù)來說，不僅具有把故障元件切除的能力，還應(yīng)該具有保證電力系統(tǒng)安全并穩(wěn)定運行的功能。因此，這就需要每一個單元都可以對電力系統(tǒng)運行時產(chǎn)生的故障數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行共享，當(dāng)共享信息后，對其進(jìn)行重新分析與整合可以使整個電力系統(tǒng)變得更加完善[5]?？偠灾?，要想使電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢，就需要通過計算機(jī)系統(tǒng)把電力系統(tǒng)的設(shè)備以及保護(hù)裝置等進(jìn)行連接，使其形成一套完整的繼電保護(hù)技術(shù)。

2.3 一體化

繼電保護(hù)技術(shù)一體化是指把測量、控制、數(shù)據(jù)通信、保護(hù)等多個功能結(jié)合成為一體的一種形式。在實現(xiàn)了繼電保護(hù)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化與數(shù)字化后，繼電保護(hù)技術(shù)的性能已經(jīng)變得比較先進(jìn)，這時再對其進(jìn)行一體化建設(shè)，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的相關(guān)信息以及數(shù)據(jù)進(jìn)行共享和保護(hù)，使每一臺微機(jī)保護(hù)裝置都可以對繼電保護(hù)功能進(jìn)行實現(xiàn)。不僅如此，對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行一體化建設(shè)，可以在電力系統(tǒng)進(jìn)行正常運行的情況下，能夠把多種功能融為一體，這為其未來的發(fā)展提供了一定的保障作用。

2.4 智能化

近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得該技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用，并逐漸的創(chuàng)造出了新的控制方法與原理，人工智能技術(shù)的發(fā)展就是其中之一。人工智能技術(shù)主要包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（見圖3）和模糊邏輯等，許多領(lǐng)域在發(fā)展過程中都運用了此類技術(shù)。

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)中應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對故障的距離、時間以及類型等進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。總體來看，雖然我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)中應(yīng)用了相應(yīng)的人工智能技術(shù)，但只取得了一小部分成果，這就說明智能化的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)還不夠成熟，需要進(jìn)行更深層次的研究與完善[6]。

圖3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

2.5 虛擬化

在繼電保護(hù)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。虛擬化是由計算機(jī)全部或部分生成的多層次感覺環(huán)境，可以帶給人們親身體驗的感覺。虛擬儀器的核心為虛擬現(xiàn)實技術(shù)，主要是在屏幕上對必須硬件、軟件和計算機(jī)進(jìn)行虛擬，使其具有的顯示面板與傳統(tǒng)儀器相似，使用者通過對顯示面板上的諸多虛擬旋鈕、開關(guān)以及按鈕等進(jìn)行操作，來使各項功能所具有的最大價值得以充分發(fā)揮。

3 結(jié) 論

我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)具有了很長的發(fā)展階段，隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)提出的要求也變得越來越嚴(yán)格。這就需要不斷的對該技術(shù)進(jìn)行完善，還要對其進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化以及虛擬化建設(shè)。