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【摘要】

　回忆了我国电力体系继电维护技能发展的历程，概述了微机继电维护技能的成绩，提出了未来继电维护技能发展的趋势是：盘算机化，网络化，维护、操纵、测量、数据通讯一体化和人工智能化。

【要害词】　

继电维护　现状　发展

1　继电维护发展示状 电力体系的飞速发展对继电维护不断提出新的请求，电子技能、盘算机技能与通讯技能的飞速发展又为继电维护技能的发展不断地注入了新的生气，因此，继电维护技能得天独厚，在40余年的光阴里完成了发展的4个历史阶段。 建国后，我国继电维护学科、继电维护设计、继电器制作工业和继电维护技能队伍从无到有，在大约10年的光阴里走过了先进国度半个世纪走过的途径。50年代，我国工程技能人员建立性地接收、消化、控制了国外先进的继电维护装备性能和运行技能

［1］，建成了一支具有深厚继电维护理论成就和丰厚运行经验的继电维护技能队伍，对全国继电维护技能队伍的建立和成长起了引导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制作技能，建立了我国自己的继电器制作业。因而在60年代中我国已建成了继电维护钻研、设计、制作、运行和教学的完全系统。这是机电式继电维护繁华的时期，为我国继电维护技能的发展奠定了坚实根基。 自50年代末，晶体管继电维护已在开端钻研。60年代中到80年代中是晶体管继电维护蓬勃发展和普遍采纳的时期。其中天津大学与南京电力主动化装备厂合作钻研的500kV晶体管方向高频维护和南京电力主动化钻研院研制的晶体管高频闭锁距离维护，运行于葛洲坝500 kV线路上

［2］，收场了500kV线路维护完整依附从国外进口的时期。 在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路维护已开端钻研。到80年代末集成电路维护已形成完全系列，逐渐代替晶体管维护。到90年代初集成电路维护的研制、生产、利用仍处于主导位置，这是集成电路维护时期。在这方面南京电力主动化钻研院研制的集成电路工频变革量方向高频维护起了首要作用

［3］，天津大学与南京电力主动化装备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频维护也在多条220kV和500kV线路上运行。 我国从70年代末即已开端了盘算机继电维护的钻研

［4］，高级院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力主动化钻研院都相继研制了不同原理、不同型式的微机维护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机维护装置首先通过鉴定，并在体系中获得利用

［5］，揭开了我国继电维护发展史上新的一页，为微机维护的推广开拓了途径。在主装备维护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁维护、发电机维护和发电机?变压器组维护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力主动化钻研院研制的微机线路维护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力主动化装备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频维护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频维护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主装备维护各具特点，为电力体系供应了一批新一代性能精良、功效齐全、工作可靠的继电维护装置。随着微机维护装置的钻研，在微机维护软件、算法等方面也取得了很多理论后果。可以说从90年代开端我国继电维护技能已进入了微机维护的时期。

2　继电维护的未来发展 继电维护技能未来趋势是向盘算机化，网络化，智能化，维护、操纵、测量和数据通讯一体化发展。

2.1　盘算机化

随着盘算机硬件的迅猛发展，微机维护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路维护硬件已阅历了3个发展阶段：从8位单CPU构造的微机维护问世，不到5年光阴就发展到多CPU构造，后又发展到总线不出模块的大模块构造，性能大大进步，得到了普遍利用。华中理工大学研制的微机维护也是从8位CPU，发展到以工控机核心部分为根基的32位微机维护。

　南京电力主动化钻研院一开端就研制了16位CPU为根基的微机线路维护，已得到大面积推广，目前也在钻研32位维护硬件体系。东南大学研制的微机主装备维护的硬件也经过了多次改良和进步。天津大学一开端即研制以16位多CPU为根基的微机线路维护，1988年即开端钻研以32位数字信号处置器(DSP)为根基的维护、操纵、测量一体化微机装置，目前已与珠海晋电主动化装备公司合作研制成一种功效齐全的32位大模块，一个模块就是一个小型盘算机。采纳32位微机芯片并非只着眼于精度，因为精度受A/D转换器分别率的限制，超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接收的；更首要的是32位微机芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和盘算速度，很大的寻址空间，丰厚的指令体系和较多的输入输出口。CPU的存放器、数据总线、地址总线都是32位的，具有存储器管理功效、存储器维护功效和义务转换功效，并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。 电力体系对微机维护的请求不断进步，除了维护的基础功效外，还应具有大容量故障信息和数据的长期寄放空间，快速的数据处置功效，强盛的通讯才能，与其它维护、操纵装置和调度联网以共享全体系数据、信息和网络资源的才能，高档语言编程等。这就请求微机维护装置具有相当于一台PC机的功效。在盘算机维护发展初期，曾假想过用一台小型盘算机作成继电维护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个假想是不现实的。现在，同微机维护装置大小类似的工控机的功效、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电维护的机遇已经成熟，这将是微机维护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机维护装置构造完整雷同的一种工控机加以改革作成的继电维护装置。这种装置的长处有：

(1)具有486PC机的整个功效，能满足对当前和未来微机维护的各种功效请求。

(2)尺寸和构造与目前的微机维护装置类似，工艺优良、防震、防过热、防电磁干扰才能强，可运行于非常恶劣的工作环境，成本可接收。

(3)采纳STD总线或PC总线，硬件模块化，对于不同的维护可任意选用不同模块，配置机动、容易扩大。 继电维护装置的微机化、盘算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力体系请求，如何进一步进步继电维护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深刻的钻研。

2.2　网络化

盘算机网络作为信息和数据通讯工具已成为信息时期的技能支柱，使热ナ类生产和社会生涯的面孔产生了基本变革。它深入影响着各个工业范畴，也为各个工业范畴供应了强有力的通讯手法。到目前为止，除了差动维护和纵联维护外，所有继电维护装置都只能反映维护安装处的电气量。继电维护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范畴。这重要是由于短缺强有力的数据通讯手法。国外早已提出过体系维护的概念，这在当时重要指安全主动装置。因继电维护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范畴(这是主要义务)，还要保证全体系的安全稳固运行。这就请求每个维护单元都能共享全体系的运行和故障信息的数据，各个维护单元与重合闸装置在剖析这些信息和数据的根基上和谐动作，确保体系的安全稳固运行。显然，实现这种体系维护的基础条件是将全体系各重要装备的维护装置用盘算机网络联接起来，亦即实现微机维护装置的网络化。这在当前的技能条件下是完整可能的。 对于一般的非体系维护，实现维护装置的盘算机联网也有很大的利益。继电维护装置能够得到的体系故障信息愈多，则对故障性质、故障地位的断定和故障距离的检测愈正确。对自适应维护原理的钻研已经过很长的光阴，也取得了必定的后果，但要真正实现维护对体系运行方法和故障状况的自适应，必需获得更多的体系运行和故障信息，只有实现维护的盘算机网络化，才气做到这一点。 对于某些维护装置实现盘算机联网，也能进步维护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种散布式母线维护的原理

［6］，初步研制胜利了这种装置。

其原理是将传统的集中式母线维护疏散成若干个(与被维护母线的回路数雷同)母线维护单元，疏散装设在各回路维护屏上，各维护单元用盘算机网络联接起来，每个维护单元只输入本回路的电流量，将其转换成数字量后，通过盘算机网络传送给其它所有回路的维护单元，各维护单元依据本回路的电流量和从盘算机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动维护的盘算，如果盘算成果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障的母线隔离。在母线区外故障时，各维护单元都盘算为外部故障均不动作。这种用盘算机网络实现的散布式母线维护原理，比传统的集中式母线维护原理有较高的可靠性。因为如果一个维护单元受到干扰或盘算同伴而误动时，只能同伴地跳开本回路，不会造成使母线全体被切除的恶性事故，这对于象三峡电站具有超高压母线的体系枢纽非常首要。 由上述可知，微机维护装置网络化可大大进步维护性能和可靠性，这是微机维护发展的一定趋势。

2.3　维护、操纵、测量、数据通讯一体化

在实现继电维护的盘算机化和网络化的条件下，维护装置实际上就是一台高性能、多功效的盘算机，是全体电力体系盘算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力体系运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被维护元件的任何信息和数据传送给网络操纵中心或任一终端。因此，每个微机维护装置不但可完成继电维护功效，而且在无故障正常运行情形下还可完成测量、操纵、数据通讯功效，亦即实现维护、操纵、测量、数据通讯一体化。 目前，为了测量、维护和操纵的须要，室外变电站的所有装备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必需用操纵电缆引到主控室。所敷设的大批操纵电缆不但要大批投资，而且使二次回路非常繁杂。但是如果将上述的维护、操纵、测量、数据通讯一体化的盘算机装置，就地安装在室外变电站的被维护装备旁，将被维护装备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过盘算机网络送到主控室，则可免除大批的操纵电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在钻研实验阶段，将来一定在电力体系中得到利用。在采纳OTA和OTV的情形下，维护装置应放在距OTA和OTV最近的处所，亦即应放在被维护装备左近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化妆置中并转换成电信号后，一方面用作维护的盘算断定；另一方面作为测量量，通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被维护装备的操作操纵命令送到此一体化妆置，由此一体化妆置实行断路器的操作。1992年天津大学提出了维护、操纵、测量、通讯一体化问题，并研制了以TMS320C25数字信号处置器(DSP)为根基的一个维护、操纵、测量、数据通讯一体化妆置。 2.4　智能化 近年来，人工智能技能如神经网络、遗传算法、进化计划、含糊逻辑等在电力体系各个范畴都得到了利用，在继电维护范畴利用的钻研也已开端

［7］。神经网络是一种非线性映射的方式，很多难以列出方程式或难以求解的繁杂的非线性问题，利用神经网络方式则可迎刃而解。例如在输电线两侧体系电势角度摆开情形下产生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离维护很难准确作出故障地位的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方式，经过大批故障样本的训练，只要样本集中充沛斟酌了各种情形，则在产生任何故障时都可准确判别。其它如遗传算法、进化计划等也都有其奇特的求解繁杂问题的才能。将这些人工智能方式恰当联合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电维护的钻研，已取得初步后果

［8］。可以预感，人工智能技能在继电维护范畴必会得到利用，以解决用通例方式难以解决的问题。

3　收场语

建国以来，我国电力体系继电维护技能阅历了4个时期。随着电力体系的高速发展和盘算机技能、通讯技能的提高，继电维护技能面临着进一步发展的趋势。国内外继电维护技能发展的趋势为：盘算机化，网络化，维护、操纵、测量、数据通讯一体化和人工智能化，这对继电维护工作者提出了艰难的义务，也开拓了运动的宽阔天地。