繼電保護技術(shù)的發(fā)展與應用

4.2數(shù)據(jù)采集

當今，利用光傳感器對電力系統(tǒng)中的電流和電壓進行測量已非技術(shù)上的難題。其發(fā)展趨勢是在一個組件上即可將傳統(tǒng)電壓電流互感器的功能結(jié)合在一起，該傳感器組件可在整個有關(guān)的動態(tài)范圍內(nèi)，以高分辨率、高精度和良好的線性度來滿足控制、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)進行電流測量。采用光電式互感器避免了傳統(tǒng)電磁式互感器所帶來的絕緣結(jié)構(gòu)復雜、測量準確度無法滿足(測量與保護無法兼顧)、安裝檢修不方便等缺點，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的使用為簡化電力系統(tǒng)一、二次設備的配置，將與一次系統(tǒng)有關(guān)的信息安全、可靠、實時地轉(zhuǎn)變至二次側(cè)的計算機處理系統(tǒng)創(chuàng)造了良好的應用條件，更便于與計算機處理系統(tǒng)的接口以及保護裝置的就地下放，并節(jié)省了大量的電纜及相應的敷設工作。

4.3數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

保護系統(tǒng)所需的信息一經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理后，整個系統(tǒng)的實現(xiàn)將在很大程度上取決于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。近年來的應用實踐使我們相信多CPU(或數(shù)字信號處理器DSP)的單片化配置將有利于滿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功能強大的CPU(單片模式)通過特定的內(nèi)部聯(lián)接來完成系統(tǒng)的多功能，而其中的每個CPU則被用于實現(xiàn)某一保護原理或特定的功能。這種保護系統(tǒng)的配置方式既滿足了系統(tǒng)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，便于采用高級語言編程、用戶使用與維護以及系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化。

4.4網(wǎng)絡化

計算機網(wǎng)絡作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領域，也為各個工業(yè)領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯(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(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。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)，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化。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(tǒng)保護，實現(xiàn)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(tǒng)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的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現(xiàn)保護對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現(xiàn)保護的計算機網(wǎng)絡化，才能做到這一點。

對于某些保護裝置實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數(shù)相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網(wǎng)絡聯(lián)接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據(jù)本回路的電流量和從計算機網(wǎng)絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)的分布式母線保護原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。

當今電力系統(tǒng)的高速發(fā)展迫切要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)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(tǒng)綜合自動化的角度來看，網(wǎng)絡方面，系統(tǒng)要求其控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡間相互借鑒、相互融合。對控制網(wǎng)絡而言，微機保護系統(tǒng)可以實現(xiàn)完全的分散分布式控制、處理和運行，相當于一個智能化的節(jié)點，可就地上送有關(guān)信息而無需考慮其他條件的網(wǎng)絡節(jié)點，可就地上送有關(guān)信息而無需考慮其他條件的約束。正是這一點，使得我們在進行新型數(shù)字保護的設計時，將保護系統(tǒng)的網(wǎng)絡部分(尤其是其中具有高可靠性、高速、大容量的數(shù)據(jù)傳輸)作為系統(tǒng)設計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，使其更具靈活性，具備多種網(wǎng)絡接口。

4.5信息化管理