繼電保護技術(shù)的發(fā)展與應用

4.2數據采集

當今，利用光傳感器對電力系統中的電流和電壓進(jìn)行測量已非技術(shù)上的難題。其發(fā)展趨勢是在一個(gè)組件上即可將傳統電壓電流互感器的功能結合在一起，該傳感器組件可在整個(gè)有關(guān)的動(dòng)態(tài)范圍內，以高分辨率、高精度和良好的線(xiàn)性度來(lái)滿(mǎn)足控制、測量、保護以及計量工作的需要，如利用光電式電流互感器(OECT)或磁光式電流互感器(MOCT)進(jìn)行電流測量。采用光電式互感器避免了傳統電磁式互感器所帶來(lái)的絕緣結構復雜、測量準確度無(wú)法滿(mǎn)足(測量與保護無(wú)法兼顧)、安裝檢修不方便等缺點(diǎn)，取而代之的是，光電壓電流傳感器所特有的體積小巧、安裝方便、無(wú)電磁感應性(抗飽和特性好)、良好的絕緣特性及其優(yōu)良的隔離性能(指對一次大電流、高電壓信號與一次小電流、低電壓信號間的信號隔離)。光CT、PT的使用為簡(jiǎn)化電力系統一、二次設備的配置，將與一次系統有關(guān)的信息安全、可靠、實(shí)時(shí)地轉變至二次側的計算機處理系統創(chuàng )造了良好的應用條件，更便于與計算機處理系統的接口以及保護裝置的就地下放，并節省了大量的電纜及相應的敷設工作。

4.3數據處理系統

保護系統所需的信息一經(jīng)數據采集系統處理后，整個(gè)系統的實(shí)現將在很大程度上取決于該系統的數據處理能力。近年來(lái)的應用實(shí)踐使我們相信多CPU(或數字信號處理器DSP)的單片化配置將有利于滿(mǎn)足各種保護的特殊要求。所謂多CPU或DSP的單片化設置就是利用多個(gè)功能強大的CPU(單片模式)通過(guò)特定的內部聯(lián)接來(lái)完成系統的多功能，而其中的每個(gè)CPU則被用于實(shí)現某一保護原理或特定的功能。這種保護系統的配置方式既滿(mǎn)足了系統對抗干擾能力的需求，又充分發(fā)揮了多CPU配置的資源優(yōu)勢，便于采用高級語(yǔ)言編程、用戶(hù)使用與維護以及系統整體性能的優(yōu)化。

4.4網(wǎng)絡(luò )化

計算機網(wǎng)絡(luò )作為信息和數據通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱，使人類(lèi)生產(chǎn)和社會(huì )生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著(zhù)各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動(dòng)保護和縱聯(lián)保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過(guò)系統保護的概念，這在當時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù))，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個(gè)保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個(gè)保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協(xié)調動(dòng)作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實(shí)現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接起來(lái)，亦即實(shí)現微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò )化。這在當前的技術(shù)條件下是完全可能的。

對于一般的非系統保護，實(shí)現保護裝置的計算機聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已很長(cháng)的時(shí)間，也取得了一定的成果，但要真正實(shí)現保護對系統運行方式和故障狀態(tài)的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實(shí)現保護的計算機網(wǎng)絡(luò )化，才能做到這一點(diǎn)。

對于某些保護裝置實(shí)現計算機聯(lián)網(wǎng)，也能提高保護的可靠性。天津大學(xué)1993年針對未來(lái)三峽水電站500kV超高壓多回路母線(xiàn)提出了一種分布式母線(xiàn)保護的原理，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線(xiàn)保護分散成若干個(gè)(與被保護母線(xiàn)的回路數相同)母線(xiàn)保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接起來(lái)，每個(gè)保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網(wǎng)絡(luò )上獲得的其它所有回路的電流量，進(jìn)行母線(xiàn)差動(dòng)保護的計算，如果計算結果證明是母線(xiàn)內部故障則只跳開(kāi)本回路斷路器，將故障的母線(xiàn)隔離。在母線(xiàn)區外故障時(shí)，各保護單元都計算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的分布式母線(xiàn)保護原理，比傳統的集中式母線(xiàn)保護原理有較高的可靠性。因為如果一個(gè)保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動(dòng)時(shí)，只能錯誤地跳開(kāi)本回路，不會(huì )造成使母線(xiàn)整個(gè)被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線(xiàn)的系統樞紐非常重要。

當今電力系統的高速發(fā)展迫切要求現代電力系統具有更高的安全、優(yōu)質(zhì)、可靠和經(jīng)濟運行的性能。從電力系統綜合自動(dòng)化的角度來(lái)看，網(wǎng)絡(luò )方面，系統要求其控制網(wǎng)絡(luò )與信息網(wǎng)絡(luò )間相互借鑒、相互融合。對控制網(wǎng)絡(luò )而言，微機保護系統可以實(shí)現完全的分散分布式控制、處理和運行，相當于一個(gè)智能化的節點(diǎn)，可就地上送有關(guān)信息而無(wú)需考慮其他條件的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，可就地上送有關(guān)信息而無(wú)需考慮其他條件的約束。正是這一點(diǎn)，使得我們在進(jìn)行新型數字保護的設計時(shí)，將保護系統的網(wǎng)絡(luò )部分(尤其是其中具有高可靠性、高速、大容量的數據傳輸)作為系統設計的關(guān)鍵環(huán)節之一，使其更具靈活性，具備多種網(wǎng)絡(luò )接口。

4.5信息化管理