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我国电力系统继电保护技术发展方向和前景

发布时间:2012-08-17 09:00:00 浏览次数:3204

回顾了电力系统继电保护技术的发展过程,对我国继电保护技术的现状进行了分析和讨论,概述了微机继电保护技术的成就,指出其与传统的继电保护相比所具有的优点。展望了未来继电保护技术的发展方向和前景。
我国电力系统

继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的,它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护,时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展,用电设备的功率、发电机的容量不断增大,发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化,电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大,熔断器已不能满足选择性和快速性的要求,于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展,继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。

自本世纪初第一代机电型感应式过流继电器(1901年)在电力系统应用以来,继电保护已经经历了一个世纪的发展。在最初的二十多年里,各种新的继电保护原理相继出现,如差动保护(1908年)、电流方向保护(1910年)、距离保护(1923年)、高频保护(1927年),这些保护原理都是通过测量故障发生后的稳态工频量来检测故障的。尽管以后的研究工作不断发展和完善了电力系统的保护,但是这些保护的基本原理并没有变,至今仍然在电力系统继电保护领域中起主导作用。

继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标,继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈的努力。经过近百年的发展,在继电保护原理完善的同时,构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。

50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术,建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而60年代是我国机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。

国内微机保护的研究开始于70年代末期,起步较晚,但发展很快。1984年我国第一套微机距离保护样机在试运行后通过鉴定并批量生产,以后每年都有新产品问世;1990年第二代微机线路保护装置正式投入运行。目前,高压线路、低压网络、各种主电气设备都有相应的微机保护装置在系统中运行,特别是线路保护已形成系列产品,并得到广泛应用。我国在2000年220kV及以上系统的微机保护率为43.99%,线路微机保护占86%,到2003年底,220kV以上系统的微机保护已占到70.29%,线路的微机化率达到97.6%。实际运行中,微机保护的正确动作率要明显高于其他保护,一般比平均正常动作率高0.2~0.3个百分点。国产微机保护经过多年的实际运行,依靠先进的原理和技术及良好的工艺已全面超越进口保护。从80年代220KV及以上电压等级的电力系统全部采用进口保护,到现在220KV系统继电保护基本国产化,反映了继电保护技术在我国的长足发展和国产继电保护设备的明显优势。

微机继电保护技术的成熟与发展是近三十年来继电保护领域最显著的进展。经过长期的研究和实践,现在人们已普遍认可了微机保护在电网中无可替代的优势。微机保护具有自检功能,有强大的逻辑处理能力、数值计算能力和记忆能力,并且具备很强的数字通信能力,这一切都是电磁继电器、晶体管继电器所难以匹敌的。计算机技术的进步,更高性能、更高精度的数字外围器件的采用,一直是微机继电保护不断发展的强大动力。