微机继电保护的现状及发展趋势.doc

电力系统微机继电保护的现状及发展趋势 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速 发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，电力系统继电保护经过长期发展，已经进入微机继电保护发展时期。 微机继电保护的特点 研究和实践证明，与传统的继电保护相比较，微机保护有许多优点，其主要特点如下： 1．改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易 获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分 量保护；可引进自动控制、新的数学理论和技术，如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行高正确率也已在实践中得到证明。 2．可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3．工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装置体积小，减少了盘位数量；功耗低。 4．可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限、元件更换的影响；且自检和巡检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 5．使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩短维修时间；同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。 6．可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。 二、微机继电保护的发展史 电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段 微机继电保护指的是以数字式计算机( 包括微型机) 为基础而构成的继电保护。它起源于20世纪60年代中后期, 60年代中期, 有人提出用小型计算机实现继电保护的设想, 但是由于当时计算机的价格昂贵, 同时也无法满足高速继电保护的技术要求,因此没有在保护方面取得实际应用, 但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究, 为后来的继电保护发展奠定了理论基础。计算机技术在70年代初期和中期出现了重大突破, 大规模集成电路技术的飞速发展, 使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。价格的大幅度下降, 可靠性、运算速度的大幅度提高, 促使计算机继电保护的研究出现了高潮。在70年代后期, 出现了比较完善的微机保护样机, 并投入到电力系统中试运行。80年代, 微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟, 并已在一些国家推广应用。90年代, 电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代, 它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。随着计算机硬件的迅猛发展, 微机保护硬件也在不断发展。从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构, 又发展到总线不出模块的大模块结构, 性能大大提高, 得到了广泛应用, 后又发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/ D转换器分辨率的限制, 超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的; 更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度, 很高的工作频率和计算速度, 很大的寻址空间, 丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的, 具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能, 并将高速缓存( Cache) 和浮点数部件都集成在CPU内。 电力系统对微机保护的要求不断提高, 除了保护的基本功能外, 还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间, 快速的数据处理功能, 强大的通信能力, 与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力, 高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期, 曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差, 这个设想是不现实的。现在, 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, 这将是微机保护的发展方向之一。 我国继电保护的现状 我国从7O年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科院起着先导的作用。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自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输 电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方 面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机、压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院