摘要:随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。本文就电力系统继电保护技术的现状与发展趋势进行探讨,以供参考。
关键词:电力系统;继电保护;现状;发展
1 微机继电保护
微机继电保护指的是以数字式计算机为基础而构成的继电保护,与传统继电保护相比,不论是在保护的功能,还是在保护整定的灵活性等方面都有着极大的优点,因而自问世以来就受到普遍重视与欢迎,近年来更是在国内外得到广泛应用。现代微机继电保护一般具有以下特点:采用分层多 CPU 并行运行的结构,各模块系统相关性少,每个 CPU 由单独的开关电源供电,可靠性更高,主保护配置双重化或多重化,单元管理机采用一体化工业控制计算机,单元管理机可以与综合自动化系统联接,软人、硬件模块化设计,适应各种配置的要求,能够存储故障报告,可以随时查阅和打印输出,具有软硬件的自检功能,有独立的WATCHDOG 电路监 CPU 工作,能够提供在线定值修改,实时参数显示功能,录波功能,可以接收GPS 卫星校时信号。
1.1 可编程控制器在继电器保护中的应用。
可编程控制器 PLC 可以简单地视为具有特殊体系结构的工业计算机,比一般计算机更强的与工业过程相连的接口,具有更适应于控制要求的编程语言,在由继电器组成的控制系统里,为了完成一项操作任务,要把各个分立元件如继电器,接触器,电子元件等用导线连接起来,这对于实现复杂的逻辑关系以及需要定期改变操作任务来说,采用这样的连接方式显然是不适宜的,而 PLC 就可以简单地解决上述总是,通过软件编程的方式来代替实际的各个地区分立元件之间的接线,为了减少占地面积还可以用 PLC 内部已定义的各种辅助继电器来代替传统的机械触点继电器。
1.2 人工神经网络在继电保护方面的应用。
在电力系统里存在很多非线性问题。用传统的方法,难以得到满意的解决,而应用人工神经网络理论,则能够迎刃而解的,例如配电网的线损,电网的暂态分析,动稳态分析,应用神经网络理论的保护装置是神经网络与专家系统融为一体的神经网络专家系统。例如,在双侧电源系统里,两侧系统间电势夹角变化,引时发生经过渡电阻短路就是一个非线性问题,传统的距离保护很难做出正确的判断,而用经过对训练样本进行学习的神经网络保护装置可以正确判断,近年来,研究人员把神经网络,模糊逻辑,遗传算法等技术应用于继电保护领域的研究,通常采用大量故障样本来训练神经网络,使继电保护装置能准确辨别故障类型及测定故障距离,并准确快速地切开故障。
1.3 新型光学数字式电压、电流互感器在继电保护上的应用。
由于光电技术和计算机的飞速发展,新型光学电压,电流互感器日益显现出富有魅力的前景和强大的生命力,新型光学数字式电压,电流互感器取代电磁式互感器是继电保护的一个发展方向。由于光电技术和计算机的飞速发展,新型光学电压,电流互感器日益显现出富有魅力的前景和强大的生命力,它与传统的电压,电流互感器相比,优势十分明显,良好的绝缘性能,较强的抗电磁干扰能力,测量频带宽,动态范围大,与现代技术紧密结合,而且体积小,重量轻,维修方便,价格相对便宜,新型光学电压,电流互感器充分利用电光晶体的各种优异特性和现代光电技术的优点,信号处理部分采用先进的 DSP 技术,充分发挥了其实时性,快速性和便于乾地复杂算法处理等特点删瑟主机间的通信,以及电力系统联网通信,近几年来各方面对这种新型互感器表示了极大的兴趣,再加上数字信号处理器技术,光电技术的催化,推动作用,发展势头很好,国外一些大公司总裁投入大量人力和物力开发光学电压,电流互感器脯挂网运行产品。
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1.4 对人工神经网络应用于继电保护和探讨问题。
当前,还有根据现代控制技术的人工神经网络理论提出的一种保护原理构成方案,虽未在实践中应用,但发展前景乐观。人工神经网络是模拟生物神经元的结构而提出的一种信息处理方法,在 ANN 之所以受到人们的资料库关注,是由于它具有本质的非线形特征,并行处理能力,它的网络结构及算法直观,简单,在工业领域中应用较多。
2 继电保护的未来发展
2.1 计算机化。随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展,原华北电力学守研制的微机线路保护硬件已经历了三个发展阶段,从 8 位单 CPU 结构的微机保护问世,不到 5 年时间就发展到多 CPU 结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用,华中理工大学研制的微机保护也是从 8 位CPU,发展到以工控机核心部分,为基础的 32 位微机保护。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护,控制装置和调度联风以共享全系统数据,停息和网络资源的能力,高级语言编程等。
2.2 网络化。计算机网络作为停息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活用品面貌发生了根本变化,它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段,到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处理的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要是指安全自动装置,因继电保护的作用不只限于切除故障元件和了如指掌制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。
2.3 保护、控制、测量、数据通信一体化。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能,多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端,它可从网上获取电力系统运行和故障的任何停息和数据,也可以将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端,因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
2.4 智能化。近年来,人工智能技术如神经网络,遗传算法,进化规划,模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也开始,神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出议程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。
3结束语
建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了四个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术,通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势,国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护,控制,测量,数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。
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孙宇(1980.02-),男,汉,辽宁省朝阳市双塔区,电力工程,助理工程师,本科,继电保护,主要从事变电安装检修,
论文作者:孙宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
标签:继电保护论文; 神经网络论文; 电力系统论文; 技术论文; 微机论文; 数据通信论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第17期论文;