馮海寧，劉彥輝，陳升武，謝 根

(中國衛(wèi)星海上測控部，江蘇 江陰 214431)

0 引言

人們?nèi)招略庐惖纳罘绞?，體現(xiàn)了社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，各式各樣的電器設(shè)備，代替了人們的傳統(tǒng)行為，它已是我們不可缺少的一部分。但事物都有兩面性，在給我們帶來方便性的同時(shí)也存在有各種問題，這些矛盾要求我們必須及時(shí)解決，所以發(fā)展高科技繼電保護(hù)技術(shù)能夠完美的解決這一問題，它能使電力系統(tǒng)更加安全和穩(wěn)定。繼電保護(hù)技術(shù)有自動(dòng)修復(fù)功能，能使系統(tǒng)在安全可靠下運(yùn)行，自動(dòng)化特點(diǎn)比較明顯。

1 繼電保護(hù)的存在意義

在電氣設(shè)備中經(jīng)常發(fā)生的故障為短路故障，發(fā)生此類故障后，危害程度比較嚴(yán)重，輕者可使控制系統(tǒng)中元器件擊穿燒毀，重者可能引起人身傷亡。為了設(shè)備能夠正常運(yùn)行，并保證人員安全，繼電器保護(hù)技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了，其共分為三個(gè)部分，分別為：執(zhí)行、測量、邏輯。如果短路或其他故障在電氣控制中出現(xiàn)時(shí)，要想其他元器件不受牽連造成故障擴(kuò)大，可以在電路中使用繼電器保護(hù)，它可迅速將損壞元器件隔離開。保證其他功能的實(shí)現(xiàn)。

2 目前繼電器保護(hù)現(xiàn)狀

2.1 在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)基本保護(hù)

在幾十年前，我國技術(shù)落后，電路系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)完全依靠世界先進(jìn)國家的技術(shù)方法，我國根本沒有自主研發(fā)的能力，同時(shí)也缺少這方面人才；在百廢待興的中國，必須要走出這種困境，發(fā)展自己的電子技術(shù)，于是在國家和廣大科研工作者多年的共同努力之下，在這一領(lǐng)域取得了跨時(shí)代的進(jìn)步；在21世紀(jì)我們?cè)陔姎饧夹g(shù)領(lǐng)域中一步步追趕，甚至某些方面已經(jīng)超越國外技術(shù)。

2.2 帶動(dòng)微機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展

在改革開放初期，一些科研學(xué)校開始設(shè)立電力系統(tǒng)專業(yè)學(xué)科，努力探索，取得了一定的成果，并付諸實(shí)踐，在各個(gè)領(lǐng)域利用這項(xiàng)技術(shù)，從而也帶動(dòng)了微機(jī)保護(hù)技術(shù)的飛速發(fā)展，技術(shù)研究不斷深入，我國的成果經(jīng)驗(yàn)也越來越多，從21世紀(jì)初期起，微機(jī)保護(hù)基本在慢慢代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器保護(hù)。

2.3 保證了電路系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行

要想使電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，技術(shù)人員還需開拓創(chuàng)新。他們?cè)诶^電器保護(hù)中應(yīng)用到數(shù)字濾波技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、抗干擾技術(shù)和快速運(yùn)行技術(shù)。讓這種綜合保護(hù)技術(shù)更加先進(jìn)。1) 利用其存儲(chǔ)技術(shù)，就能對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的故障波形進(jìn)行記錄，從而很方便地對(duì)運(yùn)行中的問題進(jìn)行定位。2) 微機(jī)繼電器保護(hù)作用顯著，可以很好地使系統(tǒng)穩(wěn)定工作。3) 可大大減少操作人員精力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)程控制。

2.4 使配電所安全可靠的工作

各類配電所多使用此類保護(hù)技術(shù)。繼電保護(hù)技術(shù)被越來越多的使用，方便了各行各業(yè)的生產(chǎn)、生活。它還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常情況，并第一時(shí)間讓?shí)徫蝗藛T發(fā)現(xiàn)，再通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集、整合，自動(dòng)分析，并結(jié)合電器元器件對(duì)電力系統(tǒng)的損傷大小進(jìn)行合理的擴(kuò)展。利用它的這種功能，在非正常情況下，繼電器保護(hù)技術(shù)能夠有序地實(shí)現(xiàn)其保護(hù)功能。所以，此種先進(jìn)保護(hù)技術(shù)多用于各類配電所。

3 不足與缺陷

在實(shí)際應(yīng)用中雖然取得了長足的進(jìn)步，但還存在一些技術(shù)性問題，尤其在創(chuàng)新上還有待提高，從各方面角度來看，我們還存在很多矛盾需要解決，不解決這些問題，我們的技術(shù)水平很難得到突破，接下來從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析

受繼電器保護(hù)的電氣設(shè)備運(yùn)行中，電路出現(xiàn)故障時(shí)，繼電器保護(hù)就會(huì)立即介入，從而斷開損壞元器件，保證其他功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不影響正常使用。繼電器有兩種保護(hù)狀態(tài)，在電氣線路出現(xiàn)問題時(shí)繼電保護(hù)才介入工作，其在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，繼電器保護(hù)也處于待命狀態(tài)。這種情況很容易使控制電路出現(xiàn)異常。

3.1 外界因素的影響

電路在惡劣環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，容易受潮濕、導(dǎo)電粉塵等損傷，使電氣壽命縮短。

3.2 元器件的影響

一些損壞或質(zhì)量不合格元器件故障，也會(huì)使電氣出現(xiàn)問題。

3.3 繼電器保護(hù)的方式錯(cuò)誤

不同的電氣系統(tǒng)要裝配專用的繼電保護(hù)裝置，分類一定要細(xì)化，如果不細(xì)分開，則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤保護(hù)的現(xiàn)象，對(duì)電路損害更大。

3.4 容易產(chǎn)生誤保護(hù)現(xiàn)象

若電氣設(shè)備使用時(shí)間較長，電器元件容易損壞，老化嚴(yán)重，維護(hù)不方便，而且檢查保養(yǎng)的周期較長，測試?yán)щy，不利于用電設(shè)備的使用壽命。若使用頻率較低，或者由于調(diào)試不合格，極易引起誤保護(hù)。

4 解決方法

4.1 制定完善的管理規(guī)程

當(dāng)今電子技術(shù)高速發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)是人們研究重點(diǎn)所在，需要多方面共同進(jìn)步，才能在繼電保護(hù)方面有所突破。我們自身需要解決的方面還很多，如：人員思想理念方面、創(chuàng)新方面、現(xiàn)代化智能管理等方面，盡量避免因主觀因素而導(dǎo)致故障發(fā)生。

4.2 加快電氣系統(tǒng)自動(dòng)化改造

實(shí)現(xiàn)保護(hù)微型化，對(duì)于老舊電氣系統(tǒng)，其保護(hù)裝置要加快改造，加快電氣保護(hù)自動(dòng)化、專業(yè)化建設(shè)。

4.3 人員能力素質(zhì)要過硬

工作時(shí)要盡心盡責(zé)，嚴(yán)格按規(guī)定操作，定時(shí)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)檢查，及時(shí)清理影響其內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)的雜質(zhì)，若以上方面做不好，會(huì)大大減少設(shè)備的使用年限，造成設(shè)備故障率升高。

5 繼電保護(hù)的未來方向

有些電力系統(tǒng)比較復(fù)雜而且系統(tǒng)分支較多，需要很多技術(shù)來服務(wù)于它，比如：語言的高級(jí)編程、網(wǎng)絡(luò)信息整合的能力等，對(duì)于保護(hù)平臺(tái)要求很高，至少要有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的功能。PC機(jī)剛介入繼電器保護(hù)時(shí)，研究人員想使用一部微型計(jì)算機(jī)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器保護(hù)功能。在設(shè)想中也存在一些問題，當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)體積大、費(fèi)用高、穩(wěn)定性不高，這些缺點(diǎn)阻礙了這個(gè)方向的研究。而現(xiàn)在我國的計(jì)算機(jī)技術(shù)，不管是體積還是成本都得到了提升，可靠性也越來越穩(wěn)定。目前的狀況來說，在電力系統(tǒng)保護(hù)中使用集成的工控機(jī)來實(shí)現(xiàn)是未來的研究方向。

5.1 繼電保護(hù)智能化

21世紀(jì)以來，智能化發(fā)展越來越快，關(guān)于技術(shù)方面，人工智能有：進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法、模糊邏輯、網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)等，這些技術(shù)在電路中應(yīng)用廣泛。現(xiàn)在人們的研究方向正在發(fā)生變化，將從傳統(tǒng)繼電器保護(hù)向人工智能轉(zhuǎn)變。在電力系統(tǒng)保護(hù)中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等技術(shù)被越來越多的使用，使電力保護(hù)的智能化越來越高，改變了電力系統(tǒng)的保護(hù)方式。自修復(fù)、多點(diǎn)分析、模塊化存儲(chǔ)功能等創(chuàng)新特點(diǎn)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，它正在以飛快的速度被使用和研究，但很多問題還有待解決，如：處理信息的研究、智能控制和系統(tǒng)連續(xù)性的研究，這些技術(shù)在目前來說還存在很多問題。智能化技術(shù)可以分析多方面原因?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的影響，對(duì)于提高故障判斷的準(zhǔn)確率作用很大，這將是智能化的研究方向。受繼電保護(hù)的電氣設(shè)備還存有許多問題，如范圍不夠廣、保護(hù)面不夠全、靈敏度不夠高等，所以實(shí)際中使用不夠廣泛。在現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)、智能化盛行的時(shí)代，這些矛盾都會(huì)逐一解決，最終實(shí)現(xiàn)完全智能化。

5.2 信息化

計(jì)算機(jī)技術(shù)已在各行各業(yè)應(yīng)用廣泛，在工業(yè)體系里有著無可替代的地位，它的運(yùn)用讓人們的生活、工作方式更便捷，在生產(chǎn)中保證了存儲(chǔ)、通信的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)要求越來越高，傳統(tǒng)的繼電器保護(hù)已應(yīng)對(duì)不了當(dāng)前的保護(hù)形勢，單純的隔離損壞元器件已達(dá)不到保護(hù)效果，最主要的是保證電力系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。只有每個(gè)支路系統(tǒng)都能共享設(shè)備的所有參數(shù)、故障信息、運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，總機(jī)才能通過收集的各支路信息，來分析判斷故障原因，從而發(fā)出指令來隔離故障點(diǎn)，這樣才可以全面的保證電力系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.3 集成化

當(dāng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成熟后，其發(fā)揮的功能特別強(qiáng)大，它就相當(dāng)于整個(gè)電力系統(tǒng)的“大腦”將各個(gè)支路的故障信息、運(yùn)行狀態(tài)、損壞的元器件，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給智能終端。它還有個(gè)功能是將從系統(tǒng)中下載故障信息和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。所以集成的保護(hù)系統(tǒng)不僅可以起到保護(hù)作用還可以在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，幫助崗位人員監(jiān)視和查看數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)測量、監(jiān)視、保護(hù)等集成化功能。圖1為一個(gè)簡單的以單片機(jī)為核心的過載繼電保護(hù)裝置，在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)故障的保護(hù)、測量顯示等功能。

圖1 以單片機(jī)為核心的過載保護(hù)裝置

生產(chǎn)生活中一些電力系統(tǒng)較為復(fù)雜，牽扯面也較廣，元器件之間有電也有磁的關(guān)系，無論哪個(gè)細(xì)節(jié)發(fā)生問題都會(huì)影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)提高生產(chǎn)效率起到至關(guān)重要的作用。但在電力系統(tǒng)使用過程中，由于人為、環(huán)境、元器件質(zhì)量等因素的影響，發(fā)生故障幾率很大，所以要合理安裝繼電保護(hù)環(huán)節(jié)至關(guān)重要。

6 結(jié)語

為了設(shè)備的安全工作，繼電保護(hù)的安裝是不可替代的，科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，讓人們離不開各種自動(dòng)化電氣設(shè)備，人們的生活方式在發(fā)生巨大改變，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能遍布在我們的每個(gè)角落，因此對(duì)這些智能設(shè)備的保護(hù)研究還需加大力度，擺在技術(shù)人員面前的難題還很多。我們?cè)诂F(xiàn)有的技術(shù)上必須掌握未來的發(fā)展趨勢，找準(zhǔn)方向，善于利用新技術(shù)概念。我們完全相信在國家和科研工作者的共同努力下，每一項(xiàng)技術(shù)問題都會(huì)被逐一攻破，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)技術(shù)大循環(huán)。