繼電保護技術(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，簡化控制室，甚至實現(xiàn)無人值班、遠(yuǎn)方操作等要求，以最終達(dá)到節(jié)約場地，節(jié)約資金、節(jié)約人力的目的。這種要求反過來也對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。由于用戶的這些要求，裝置制造商在器件選用、印刷板設(shè)計、EMC技術(shù)機箱結(jié)構(gòu)工藝等下了很多的工夫，逐步滿足了現(xiàn)場的需要。因此在新建的變電站中，中低壓開關(guān)設(shè)備采用就地安裝的掛柜式裝置，配用現(xiàn)場總線構(gòu)成自動化系統(tǒng)已成為一個潮流。

3.1柱上開關(guān)及配電開關(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，原來為手動操作的柱上開關(guān)及配電開關(guān)，由于微機保護裝置的介入，出現(xiàn)了全新的變化。在很長一段時間里，中壓配網(wǎng)中采用自動設(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。但是隨著用戶對用電可靠性要求的提高，對配網(wǎng)設(shè)備的自動化也提出了較高的要求。目前已有開發(fā)并使用的兩大類裝置一類是FTU(現(xiàn)場遠(yuǎn)方終端)和柱上開關(guān)分離，各自獨立工作，完成自身功能。另一類是將FTU(現(xiàn)場遠(yuǎn)方終端)與柱上開關(guān)組合在一起，成為一個設(shè)備，一個機電一體化的設(shè)備，實現(xiàn)保護、測量、控制、通訊、開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法完成或者要有很多裝置才能完成的任務(wù)。當(dāng)然FTU實際上是一個集合保護、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，滿足配電網(wǎng)中的各種功能要求，實現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化。

3.2戶外型測控裝置的發(fā)展

除了上述FTU等裝于戶外的測控裝置外，在電壓等級較高的配電設(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化主控制室，減少電纜連結(jié)。在戶外開關(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，里邊安裝保護測控設(shè)備，也可能是獨立的，也可能是綜合的，通過通訊線(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，這樣一種方案會逐步發(fā)展，特別在新建站中會有較大的發(fā)展。

就地就近布置保護設(shè)備及測量裝置的設(shè)想由來已久、但是由當(dāng)時的技術(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，并且正在不斷發(fā)展提高中?？梢灶A(yù)見，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，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(xiàn)，以及適應(yīng)各種環(huán)境的硬件的發(fā)展。配電網(wǎng)中的綜合測控裝置的功能愈來愈強，應(yīng)用范圍愈來愈大，繼電保護技術(shù)會不斷向智能化方向發(fā)展。

4 繼電保護的未來發(fā)展

電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、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，高級語言編程等。為此繼電保護技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

4.1計算機化

隨著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(yīng)用和發(fā)展在當(dāng)前條件下已取得豐富的運行經(jīng)驗，在高可靠性的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)著良好的性能價格比。但隨著電力系統(tǒng)自身體系的日益成熟與完善、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展以及用戶對微機保護裝置綜合性能要求的進一步提高，現(xiàn)有微機保護尚存在一定的差距?；谶@一因素，一種新型數(shù)字保護的構(gòu)想模式，力求為新型微機保護的實踐開辟道路。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。

單片化、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)如何實現(xiàn)高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換是所有數(shù)字式保護所要解決的首要環(huán)節(jié)，國內(nèi)第一代微機保護即采用了當(dāng)時較普遍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器實觀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;第一代保護中完成不同保護原理的分CPU均采用其專用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靈活性較差;第二代微機保護采用VFC構(gòu)成其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，既有效地解決了上述問題(用光電隔離實現(xiàn)信號隔離、脈沖計數(shù)實現(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，延長轉(zhuǎn)換時間為代價的(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，保護系統(tǒng)的性能也將因此而有所改觀(便于實現(xiàn)多種保護原理及保護多功能化)。單片化、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器與專用光纖網(wǎng)絡(luò)相配合的方式，即由專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)共享以及信號流程間所需的隔離等，從而綜合地解決了上述問題。