繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)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(jié)省電纜，簡(jiǎn)化控制室，甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班、遠(yuǎn)方操作等要求，以最終達(dá)到節(jié)約場(chǎng)地，節(jié)約資金、節(jié)約人力的目的。這種要求反過(guò)來(lái)也對(duì)裝置的制造提出了很高的要求。例如，裝置要適應(yīng)較寬的溫度范圍，耐受較強(qiáng)的電磁幅射和干擾水平，要求裝置有更強(qiáng)的自檢和互檢能力。由于用戶的這些要求，裝置制造商在器件選用、印刷板設(shè)計(jì)、EMC技術(shù)機(jī)箱結(jié)構(gòu)工藝等下了很多的工夫，逐步滿足了現(xiàn)場(chǎng)的需要。因此在新建的變電站中，中低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備采用就地安裝的掛柜式裝置，配用現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)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(cè)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(jī)保護(hù)裝置的介入，出現(xiàn)了全新的變化。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，中壓配網(wǎng)中采用自動(dòng)設(shè)備很少，有可能是可供選擇的設(shè)備不多，也可能是需求不足。但是隨著用戶對(duì)用電可靠性要求的提高，對(duì)配網(wǎng)設(shè)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(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)方終端)和柱上開(kāi)關(guān)分離，各自獨(dú)立工作，完成自身功能。另一類(lèi)是將FTU(現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)方終端)與柱上開(kāi)關(guān)組合在一起，成為一個(gè)設(shè)備，一個(gè)機(jī)電一體化的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)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(shè)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(dāng)然FTU實(shí)際上是一個(gè)集合保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊的微機(jī)型裝置，也同樣需要提高功能、擴(kuò)大功能、發(fā)展改進(jìn)，滿足配電網(wǎng)中的各種功能要求，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)化。

3.2戶外型測(cè)控裝置的發(fā)展

除了上述FTU等裝于戶外的測(cè)控裝置外，在電壓等級(jí)較高的配電設(shè)備中也逐漸采用戶外型裝置或是就地安裝的裝置。采用戶外型的目的是為了簡(jiǎn)化主控制室，減少電纜連結(jié)。在戶外開(kāi)關(guān)附近，采用就地安裝的結(jié)構(gòu)，例如雙層屏敝的金屬箱體，里邊安裝保護(hù)測(cè)控設(shè)備，也可能是獨(dú)立的，也可能是綜合的，通過(guò)通訊線(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(fù)擔(dān)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(hù)設(shè)備及測(cè)量裝置的設(shè)想由來(lái)已久、但是由當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件很難滿足要求，且戶外設(shè)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)，戶外就地安裝逐漸得到發(fā)展，而適應(yīng)惡劣環(huán)境的各種技術(shù)也相應(yīng)發(fā)展起來(lái)，并且正在不斷發(fā)展提高中?？梢灶A(yù)見(jiàn)，就地安裝在電壓較高的系統(tǒng)甚至是很高的系統(tǒng)將成為熱點(diǎn)，而繼電保護(hù)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(hù)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(cè)控裝置，而繼電保護(hù)的功能在其中得到深化和發(fā)展。配合微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通訊技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，以及適應(yīng)各種環(huán)境的硬件的發(fā)展。配電網(wǎng)中的綜合測(cè)控裝置的功能愈來(lái)愈強(qiáng)，應(yīng)用范圍愈來(lái)愈大，繼電保護(hù)技術(shù)會(huì)不斷向智能化方向發(fā)展。

4 繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展

電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級(jí)語(yǔ)言編程等。為此繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

4.1計(jì)算機(jī)化

隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用和發(fā)展在當(dāng)前條件下已取得豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在高可靠性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)著良好的性能價(jià)格比。但隨著電力系統(tǒng)自身體系的日益成熟與完善、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及用戶對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置綜合性能要求的進(jìn)一步提高，現(xiàn)有微機(jī)保護(hù)尚存在一定的差距?；谶@一因素，一種新型數(shù)字保護(hù)的構(gòu)想模式，力求為新型微機(jī)保護(hù)的實(shí)踐開(kāi)辟道路。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)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(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)如何實(shí)現(xiàn)高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換是所有數(shù)字式保護(hù)所要解決的首要環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)第一代微機(jī)保護(hù)即采用了當(dāng)時(shí)較普遍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)觀A/D轉(zhuǎn)換，這種處理系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)體現(xiàn)在以單一模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片所構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的處理能力上;第一代保護(hù)中完成不同保護(hù)原理的分CPU均采用其專(zhuān)用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靈活性較差;第二代微機(jī)保護(hù)采用VFC構(gòu)成其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，既有效地解決了上述問(wèn)題(用光電隔離實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離、脈沖計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)多CPU數(shù)據(jù)共享)，又避免了多CPU系統(tǒng)中所經(jīng)常出現(xiàn)復(fù)雜的總線操作。但與A/D轉(zhuǎn)換相比，在某些應(yīng)用場(chǎng)合。VFC式模數(shù)轉(zhuǎn)換器較后者遜色，例如就高速高精度的數(shù)據(jù)采集而言，對(duì)應(yīng)于模數(shù)轉(zhuǎn)換精度的提高，VFC式模數(shù)轉(zhuǎn)換器是以增大積分面積，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)換時(shí)間為代價(jià)的(其分辨率受系統(tǒng)采樣率的影響)?，F(xiàn)代電子技術(shù)的成就足以促成現(xiàn)有保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換部分的更新，更為重要的是，保護(hù)系統(tǒng)的性能也將因此而有所改觀(便于實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)原理及保護(hù)多功能化)。單片化、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)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(shù)轉(zhuǎn)換器完成高精度、高速數(shù)據(jù)采集及處理的任務(wù)，利用光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步處理及高速傳輸、多CPU間的數(shù)據(jù)共享以及信號(hào)流程間所需的隔離等，從而綜合地解決了上述問(wèn)題。