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摘要：21世纪科技迅猛发展，电力系统继电保护技术也得到飞跃发展，随着微机继电保护技术的发展，我国电力行业从此迈上了新台阶，本文阐述了微机继电保护现状，并展望微机继电保护的发展新趋势。
关键词：电力系统；继电保护技术；发展现状；未来趋势
【中图分类号】TM835 【文献标识码】A 【文章编号】2236—1879（2017）16—0170—01
一、电力系统继电保护技术的发展方向
继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
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。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。
原华北电力学院研制保护硬件已经历了3个阶段：从8位单CPU结构的微机保护发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，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的32位微机保护。南京电力自动化研究院研制了16位CPU为基础的微机线路保护，已得到大面积推广。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。目前，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，用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟，这是微机保护必然发展的方向之一。
2、网络化。计算机网络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的发展，也为各大领域通信提供了方便、快捷的手段。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。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要是安全自动装置。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，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，这就需要将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，实现微机保护装置的网络化。只有实现保护的计算机网络化，才能提高保护的可靠性。微机保護装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。
3、保护、控制、测量、数据通信一体化。电力系统继电保护的计算机化和网络化，使得保护装置成为高性能、多功能的计算机。它不仅能随时知晓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。每个微机保护装置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。目前，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。
二、电力系统中继电保护的应用
1、继电保护装置的应用。变电站继电保护装置的应用包括：①线路保护：一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护。②母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。⑦主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用，由于生产厂家的不同，开发时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。
三、电力系统中继电保护装置的几种缺陷
电力系统继电保护装置在长期运行过程中可能会出现一些危及电网安全稳定运行的缺陷。常见的缺陷种类归纳如下：
1、直流接地缺陷。接地支路的接地点查找基本原则是：先室外后室内，先电缆后装置，先老化设备后新设备。此外，在查找直流接地时，断开直流电源可能会对保护装置和二次回路有影响，要注意做好安全措施，必要时可瞬间打开跳闸压板。
2、信号回路缺陷。信号回路缺陷通常比较直观，主要发生在指示灯、光子牌、光耦等设备上。这些设备由于长期带电或经常冲击带电而损坏，处理办法即更换新元件。
3、控制回路缺陷。控制回路缺陷主要发生在断路器的操作回路，其二次接线涉及的元件和地点较多，主要由控制把手、指示灯、操作箱、断路器机构的跳合闸线圈、辅助接点及相关闭锁回路组成。控制回路缺陷一般发生在设备停送电、保护动作、自投装置或重合闸动作时。其主要原因如下：（1）操作回路原理设计或接线存在问题，在设备传动时未曾发现；（2）把手操作失灵，指示灯坏；（3）闭锁回路接点异常；（4）断路器主触头与二次辅助接点不配合；（5）断路器操作机构存在问题；（6）自投装置或重合闸相关回路存在问题；（7）人为误操作造成保护误动或拒动。
四、继电保护装置缺陷的预防措施
继电保护装置缺陷要采取预防措施，从设备改造、保护校验、日常维护及执行反措等方面来保证设备处于良好状态，防止缺陷发生；其次，对每一起缺陷都要做好总结分析，积累经验，防止同类缺陷再次发生；再次，必须保证快速、安全地消除运行中出现的缺陷。在装置缺陷多、超期服役且功能不满足电网对110 kV、220 kV线路保护的要求时应及时更换微机线路保护，从而保证保护装置的正常运行，达到提高系统稳定的作用。此外，现场工作人员还需要不断提高技术、技能水平，提高预防缺陷和处理缺陷的能力。
关键词：电力系统；继电保护技术；发展现状；未来趋势
【中图分类号】TM835 【文献标识码】A 【文章编号】2236—1879（2017）16—0170—01
一、电力系统继电保护技术的发展方向
继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
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。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。
原华北电力学院研制保护硬件已经历了3个阶段：从8位单CPU结构的微机保护发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，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的32位微机保护。南京电力自动化研究院研制了16位CPU为基础的微机线路保护，已得到大面积推广。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。目前，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，用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟，这是微机保护必然发展的方向之一。
2、网络化。计算机网络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的发展，也为各大领域通信提供了方便、快捷的手段。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。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要是安全自动装置。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，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，这就需要将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，实现微机保护装置的网络化。只有实现保护的计算机网络化，才能提高保护的可靠性。微机保護装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。
3、保护、控制、测量、数据通信一体化。电力系统继电保护的计算机化和网络化，使得保护装置成为高性能、多功能的计算机。它不仅能随时知晓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。每个微机保护装置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。目前，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。
二、电力系统中继电保护的应用
1、继电保护装置的应用。变电站继电保护装置的应用包括：①线路保护：一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护。②母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。⑦主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用，由于生产厂家的不同，开发时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。
三、电力系统中继电保护装置的几种缺陷
电力系统继电保护装置在长期运行过程中可能会出现一些危及电网安全稳定运行的缺陷。常见的缺陷种类归纳如下：
1、直流接地缺陷。接地支路的接地点查找基本原则是：先室外后室内，先电缆后装置，先老化设备后新设备。此外，在查找直流接地时，断开直流电源可能会对保护装置和二次回路有影响，要注意做好安全措施，必要时可瞬间打开跳闸压板。
2、信号回路缺陷。信号回路缺陷通常比较直观，主要发生在指示灯、光子牌、光耦等设备上。这些设备由于长期带电或经常冲击带电而损坏，处理办法即更换新元件。
3、控制回路缺陷。控制回路缺陷主要发生在断路器的操作回路，其二次接线涉及的元件和地点较多，主要由控制把手、指示灯、操作箱、断路器机构的跳合闸线圈、辅助接点及相关闭锁回路组成。控制回路缺陷一般发生在设备停送电、保护动作、自投装置或重合闸动作时。其主要原因如下：（1）操作回路原理设计或接线存在问题，在设备传动时未曾发现；（2）把手操作失灵，指示灯坏；（3）闭锁回路接点异常；（4）断路器主触头与二次辅助接点不配合；（5）断路器操作机构存在问题；（6）自投装置或重合闸相关回路存在问题；（7）人为误操作造成保护误动或拒动。
四、继电保护装置缺陷的预防措施
继电保护装置缺陷要采取预防措施，从设备改造、保护校验、日常维护及执行反措等方面来保证设备处于良好状态，防止缺陷发生；其次，对每一起缺陷都要做好总结分析，积累经验，防止同类缺陷再次发生；再次，必须保证快速、安全地消除运行中出现的缺陷。在装置缺陷多、超期服役且功能不满足电网对110 kV、220 kV线路保护的要求时应及时更换微机线路保护，从而保证保护装置的正常运行，达到提高系统稳定的作用。此外，现场工作人员还需要不断提高技术、技能水平，提高预防缺陷和处理缺陷的能力。