摘要：继电器在电力系统中发挥着重要作用，其在电路中可以进行自动调节、电路转换及安全保护。因此，高度重视继电器保护技术的应用十分重要。
关键词：机电一体化；继电器保护；发展趋势
引言：电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术依据机电一体化技术的发展前景。为此，在接下来的文章中，将围绕机电一体化的继电器保护技术发展趋势方面展开详细分析，希望能够给相关人士提供参考价值。
一、机电—体化中继电器保护的历史发展
电力系统经常会受到多种因素的影响而发生短路，电器设备各种异常现象的出现都能使电力系统停止运行，因此做好继电器保护是非常重要的。新中国建立后，我国开始了继电器保护学科、设计、制造工业及人才队伍的建设，经过10年左右的发展，完成了先进国家大约50年的前进历程。在50年代时，我国的相关技术人才已经能够彻底掌握运用国外前沿的继电器保护技术，拥有的继电器保护人才队伍具备高深的理论水平及丰富的实践经验。阿城继电器厂进口并掌握了国外尖端的继电器生产技术，是我国继电器制造业的开端。到了60年代中期，我国已拥有了继电器保护相关的科研、设计、生产、应用及教学这样完整的体系。当时称得上是机电式继电器保护发展的黄金时代，为继电器保护技术在我国的发展打下了良好的基础。在50年代底，我国开始进行晶体管继电保护的研究，从60年代中期至80年代中期，晶体管继电保护发展良好并得到广泛应用。天津大学和南京电力自动化设备厂共同开发了500kV的晶体管方向高频保护，南京电力自动化研究院开发了晶体管高频闭锁距离保护，并且在葛洲坝500kV线路得到应用，自此，我国500kV线路的保护就不必依靠进口了。集成运算放大器应用到的集成电路保护于70年代中期进行研发，在80年代底具有了完整的系列，并慢慢代替了晶体管保护。开发、制造与应用集成电路保护在90年初开始几年仍然居主导地位。这其中有代表性的是南京电力自动化研究院开发的集成电路工频变化量方向高频保护。天津大学和南京电力自动化设备厂共同开发了在不少220kV及500kV线路广泛应用的集成电路相电压补偿式方向高频保护。计算机继电保护在7O年代底进行研究，高等院校与科研院所是研究的主力军。华中理工大学、华北电力学院、东南大学、西安交通大学、上海交通大学、重庆大学、天津大学及南京电力自动化研究院等开发出了各自原理不同、型式不同的微机保护装置。首先通过鉴定的是原华北电力学院于1984年开发的输电线路微机保护装置，并被应用于系统，我国的继电器保护由此翻开了新的篇章，也为普及微机保护奠定了基础。1989年、1994年，东南大学与华中理工大学开发的发电机失磁保护、发电机保护及发电机－变压器组保护先后经过鉴定，并应用于主设备的保护。1991年，南京电力自动化研究院开发的微机线路保护装置得到鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂共同开发的微机相电压补偿式方向高频保护于1993年鉴定成功，西安交通大学与许昌继电器厂共同 开发的正序故障分量方向高频保护于1996年鉴定成功。从90年代起，我国的继电器保护技术开始以微机保护为主导。
二、机电一体化中继电保护的未来发展
（一）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。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、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。
（二）网络化
计算机网络作为信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的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限制事故影响范围（这是首要任务），还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前技术条件下是完全可能的[1]。
（三）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信息和数据，也可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]。
（四）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已开始。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方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。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究，已取得初步成果。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题[3]。
结论
简而言之，随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，在机电一体化控制中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[4]。
参考文献：
[1]杨自厚.人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J].冶金自动化.2014（5）.
[2]王俊普.智能控制[M].合肥：中国科学技术大学出版社.2016.
[3]段际英.光电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版社.2013.
[4]唐怀斌.工业控制的进展与趋势[J].自动化与仪器仪表，2016，（4）
论文作者:郞发中
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/25
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