繼電保護技術(shù)的發(fā)展與應用

有了這樣的綜合裝置，人們完全有理由要求就地安裝以節省電纜，簡(jiǎn)化控制室，甚至實(shí)現無(wú)人值班、遠方操作等要求，以最終達到節約場(chǎng)地，節約資金、節約人力的目的。這種要求反過(guò)來(lái)也對裝置的制造提出了很高的要求。例如，裝置要適應較寬的溫度范圍，耐受較強的電磁幅射和干擾水平，要求裝置有更強的自檢和互檢能力。由于用戶(hù)的這些要求，裝置制造商在器件選用、印刷板設計、EMC技術(shù)機箱結構工藝等下了很多的工夫，逐步滿(mǎn)足了現場(chǎng)的需要。因此在新建的變電站中，中低壓開(kāi)關(guān)設備采用就地安裝的掛柜式裝置，配用現場(chǎng)總線(xiàn)構成自動(dòng)化系統已成為一個(gè)潮流。

3.1柱上開(kāi)關(guān)及配電開(kāi)關(guān)智能化

除上述變電站中采用就地安裝的綜合測控裝置外，原來(lái)為手動(dòng)操作的柱上開(kāi)關(guān)及配電開(kāi)關(guān)，由于微機保護裝置的介入，出現了全新的變化。在很長(cháng)一段時(shí)間里，中壓配網(wǎng)中采用自動(dòng)設備很少，有可能是可供選擇的設備不多，也可能是需求不足。但是隨著(zhù)用戶(hù)對用電可靠性要求的提高，對配網(wǎng)設備的自動(dòng)化也提出了較高的要求。目前已有開(kāi)發(fā)并使用的兩大類(lèi)裝置一類(lèi)是FTU(現場(chǎng)遠方終端)和柱上開(kāi)關(guān)分離，各自獨立工作，完成自身功能。另一類(lèi)是將FTU(現場(chǎng)遠方終端)與柱上開(kāi)關(guān)組合在一起，成為一個(gè)設備，一個(gè)機電一體化的設備，實(shí)現保護、測量、控制、通訊、開(kāi)合等功能的智能化組合。由于使用這些智能化設備，加上良好的通訊功能與集控裝置相連接，可以完成許多在以前無(wú)法完成或者要有很多裝置才能完成的任務(wù)。當然FTU實(shí)際上是一個(gè)集合保護、測量、控制、通訊的微機型裝置，也同樣需要提高功能、擴大功能、發(fā)展改進(jìn)，滿(mǎn)足配電網(wǎng)中的各種功能要求，實(shí)現配電網(wǎng)的自動(dòng)化。

3.2戶(hù)外型測控裝置的發(fā)展

除了上述FTU等裝于戶(hù)外的測控裝置外，在電壓等級較高的配電設備中也逐漸采用戶(hù)外型裝置或是就地安裝的裝置。采用戶(hù)外型的目的是為了簡(jiǎn)化主控制室，減少電纜連結。在戶(hù)外開(kāi)關(guān)附近，采用就地安裝的結構，例如雙層屏敝的金屬箱體，里邊安裝保護測控設備，也可能是獨立的，也可能是綜合的，通過(guò)通訊線(xiàn)(光纖)同主控室聯(lián)絡(luò )、交換信息，接收命令。由于就地安裝，CT的負擔減輕，控制電纜縮短，間隔在視野上更清晰，因而操作也更可靠。由于這些優(yōu)點(diǎn)，這樣一種方案會(huì )逐步發(fā)展，特別在新建站中會(huì )有較大的發(fā)展。

就地就近布置保護設備及測量裝置的設想由來(lái)已久、但是由當時(shí)的技術(shù)條件很難滿(mǎn)足要求，且戶(hù)外設備要耐受較為惡劣的環(huán)境，包括氣象環(huán)境及電磁干擾，化學(xué)腐蝕及其它條件，因此在技術(shù)上難度較大。直到最近幾年，受FTU的啟發(fā)，戶(hù)外就地安裝逐漸得到發(fā)展，而適應惡劣環(huán)境的各種技術(shù)也相應發(fā)展起來(lái)，并且正在不斷發(fā)展提高中?？梢灶A見(jiàn)，就地安裝在電壓較高的系統甚至是很高的系統將成為熱點(diǎn)，而繼電保護技術(shù)也在這種發(fā)展中得到深化和提高。

綜上所述，配電網(wǎng)中的繼電保護正在同別的功能相互滲透，相互融合成一個(gè)新型的綜合測控裝置，而繼電保護的功能在其中得到深化和發(fā)展。配合微機技術(shù)的發(fā)展，通訊技術(shù)的發(fā)現，以及適應各種環(huán)境的硬件的發(fā)展。配電網(wǎng)中的綜合測控裝置的功能愈來(lái)愈強，應用范圍愈來(lái)愈大，繼電保護技術(shù)會(huì )不斷向智能化方向發(fā)展。

4 繼電保護的未來(lái)發(fā)展

電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長(cháng)期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統數據、信息和網(wǎng)絡(luò )資源的能力，高級語(yǔ)言編程等。為此繼電保護技術(shù)未來(lái)趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò )化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發(fā)展。

4.1計算機化

隨著(zhù)計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。微機保護的應用和發(fā)展在當前條件下已取得豐富的運行經(jīng)驗，在高可靠性的基礎上，實(shí)現著(zhù)良好的性能價(jià)格比。但隨著(zhù)電力系統自身體系的日益成熟與完善、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展以及用戶(hù)對微機保護裝置綜合性能要求的進(jìn)一步提高，現有微機保護尚存在一定的差距?；谶@一因素，一種新型數字保護的構想模式，力求為新型微機保護的實(shí)踐開(kāi)辟道路。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿(mǎn)足電力系統要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。

單片化、高精度模數轉換器(A/D)如何實(shí)現高精度的模數轉換是所有數字式保護所要解決的首要環(huán)節，國內第一代微機保護即采用了當時(shí)較普遍的模數轉換器實(shí)觀(guān)A/D轉換，這種處理系統的薄弱環(huán)節體現在以單一模數轉換芯片所構成的數據采集系統的處理能力上;第一代保護中完成不同保護原理的分CPU均采用其專(zhuān)用的數據采集系統，其結構復雜，靈活性較差;第二代微機保護采用VFC構成其數據采集系統，既有效地解決了上述問(wèn)題(用光電隔離實(shí)現信號隔離、脈沖計數實(shí)現多CPU數據共享)，又避免了多CPU系統中所經(jīng)常出現復雜的總線(xiàn)操作。但與A/D轉換相比，在某些應用場(chǎng)合。VFC式模數轉換器較后者遜色，例如就高速高精度的數據采集而言，對應于模數轉換精度的提高，VFC式模數轉換器是以增大積分面積，延長(cháng)轉換時(shí)間為代價(jià)的(其分辨率受系統采樣率的影響)?，F代電子技術(shù)的成就足以促成現有保護系統的數據采集及轉換部分的更新，更為重要的是，保護系統的性能也將因此而有所改觀(guān)(便于實(shí)現多種保護原理及保護多功能化)。單片化、高精度模數轉換器與專(zhuān)用光纖網(wǎng)絡(luò )相配合的方式，即由專(zhuān)用單片智能型的模數轉換器完成高精度、高速數據采集及處理的任務(wù)，利用光纖網(wǎng)絡(luò )實(shí)現數據的同步處理及高速傳輸、多CPU間的數據共享以及信號流程間所需的隔離等，從而綜合地解決了上述問(wèn)題。