继电保护技术的发展与应用

有了这样的综合装置，人们完全有理由要求就地安装以节省电缆，简化控制室，甚至实现无人值班、远方操作等要求，以最终达到节约场地，节约资金、节约人力的目的。这种要求反过来也对装置的制造提出了很高的要求。例如，装置要适应较宽的温度范围，耐受较强的电磁幅射和干扰水平，要求装置有更强的自检和互检能力。由于用户的这些要求，装置制造商在器件选用、印刷板设计、EMC技术机箱结构工艺等下了很多的工夫，逐步满足了现场的需要。因此在新建的变电站中，中低压开关设备采用就地安装的挂柜式装置，配用现场总线构成自动化系统已成为一个潮流。

3.1柱上开关及配电开关智能化

除上述变电站中采用就地安装的综合测控装置外，原来为手动操作的柱上开关及配电开关，由于微机保护装置的介入，出现了全新的变化。在很长一段时间里，中压配网中采用自动设备很少，有可能是可供选择的设备不多，也可能是需求不足。但是随着用户对用电可靠性要求的提高，对配网设备的自动化也提出了较高的要求。目前已有开发并使用的两大类装置一类是FTU(现场远方终端)和柱上开关分离，各自独立工作，完成自身功能。另一类是将FTU(现场远方终端)与柱上开关组合在一起，成为一个设备，一个机电一体化的设备，实现保护、测量、控制、通讯、开合等功能的智能化组合。由于使用这些智能化设备，加上良好的通讯功能与集控装置相连接，可以完成许多在以前无法完成或者要有很多装置才能完成的任务。当然FTU实际上是一个集合保护、测量、控制、通讯的微机型装置，也同样需要提高功能、扩大功能、发展改进，满足配电网中的各种功能要求，实现配电网的自动化。

3.2户外型测控装置的发展

除了上述FTU等装于户外的测控装置外，在电压等级较高的配电设备中也逐渐采用户外型装置或是就地安装的装置。采用户外型的目的是为了简化主控制室，减少电缆连结。在户外开关附近，采用就地安装的结构，例如双层屏敝的金属箱体，里边安装保护测控设备，也可能是独立的，也可能是综合的，通过通讯线(光纤)同主控室联络、交换信息，接收命令。由于就地安装，CT的负担减轻，控制电缆缩短，间隔在视野上更清晰，因而操作也更可靠。由于这些优点，这样一种方案会逐步发展，特别在新建站中会有较大的发展。

就地就近布置保护设备及测量装置的设想由来已久、但是由当时的技术条件很难满足要求，且户外设备要耐受较为恶劣的环境，包括气象环境及电磁干扰，化学腐蚀及其它条件，因此在技术上难度较大。直到最近几年，受FTU的启发，户外就地安装逐渐得到发展，而适应恶劣环境的各种技术也相应发展起来，并且正在不断发展提高中。可以预见，就地安装在电压较高的系统甚至是很高的系统将成为热点，而继电保护技术也在这种发展中得到深化和提高。

综上所述，配电网中的继电保护正在同别的功能相互渗透，相互融合成一个新型的综合测控装置，而继电保护的功能在其中得到深化和发展。配合微机技术的发展，通讯技术的发现，以及适应各种环境的硬件的发展。配电网中的综合测控装置的功能愈来愈强，应用范围愈来愈大，继电保护技术会不断向智能化方向发展。

4 继电保护的未来发展

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。为此继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

4.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。微机保护的应用和发展在当前条件下已取得丰富的运行经验，在高可靠性的基础上，实现着良好的性能价格比。但随着电力系统自身体系的日益成熟与完善、计算机技术的不断发展以及用户对微机保护装置综合性能要求的进一步提高，现有微机保护尚存在一定的差距。基于这一因素，一种新型数字保护的构想模式，力求为新型微机保护的实践开辟道路。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。

单片化、高精度模数转换器(A/D)如何实现高精度的模数转换是所有数字式保护所要解决的首要环节，国内第一代微机保护即采用了当时较普遍的模数转换器实观A/D转换，这种处理系统的薄弱环节体现在以单一模数转换芯片所构成的数据采集系统的处理能力上;第一代保护中完成不同保护原理的分CPU均采用其专用的数据采集系统，其结构复杂，灵活性较差;第二代微机保护采用VFC构成其数据采集系统，既有效地解决了上述问题(用光电隔离实现信号隔离、脉冲计数实现多CPU数据共享)，又避免了多CPU系统中所经常出现复杂的总线操作。但与A/D转换相比，在某些应用场合。VFC式模数转换器较后者逊色，例如就高速高精度的数据采集而言，对应于模数转换精度的提高，VFC式模数转换器是以增大积分面积，延长转换时间为代价的(其分辨率受系统采样率的影响)。现代电子技术的成就足以促成现有保护系统的数据采集及转换部分的更新，更为重要的是，保护系统的性能也将因此而有所改观(便于实现多种保护原理及保护多功能化)。单片化、高精度模数转换器与专用光纤网络相配合的方式，即由专用单片智能型的模数转换器完成高精度、高速数据采集及处理的任务，利用光纤网络实现数据的同步处理及高速传输、多CPU间的数据共享以及信号流程间所需的隔离等，从而综合地解决了上述问题。