繼電保護(hù)技術(shù)的未來趨勢(shì)是向保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信的計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和集成化發(fā)展。1.1電算化隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。華北電力學(xué)院開發(fā)的基于微處理器的線路保護(hù)硬件經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問世，不到5年就發(fā)展成多CPU結(jié)構(gòu)，再發(fā)展成總線上無模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，大大提高了其性能，得到廣泛應(yīng)用。華中科技大學(xué)開發(fā)的微機(jī)保護(hù)也從8位CPU發(fā)展到基于工控機(jī)核心部分的32位微機(jī)保護(hù)。南京電力自動(dòng)化研究所在一開始就開發(fā)了基于16位CPU的微機(jī)線路保護(hù)，并得到了廣泛的推廣。目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)開發(fā)的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)硬件也進(jìn)行了多次改進(jìn)和提高。當(dāng)初天津大學(xué)開發(fā)的是基于16位多CPU的微機(jī)線路保護(hù)。1988年開始研究基于32位數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置。目前已與珠海金典自動(dòng)化設(shè)備公司合作開發(fā)出32位大模塊，功能齊全，一個(gè)模塊是小型電腦。32位單片機(jī)不僅僅注重精度，因?yàn)榫仁艿紸/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過16位就很難接受轉(zhuǎn)換速度和成本；更重要的是，32位單片機(jī)集成度高，工作頻率和計(jì)算速度高，尋址空間大，指令系統(tǒng)豐富，輸入輸出端口多。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位，具有內(nèi)存管理、內(nèi)存保護(hù)、任務(wù)轉(zhuǎn)換等功能。緩存和浮點(diǎn)數(shù)組件都集成在中央處理器中。電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求越來越高。除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存儲(chǔ)空間、快速的數(shù)據(jù)處理功能、強(qiáng)大的通信能力、通過與其他保護(hù)、控制裝置和調(diào)度裝置聯(lián)網(wǎng)來共享整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，以及高級(jí)語言編程。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于PC的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展之初，人們?cè)O(shè)想用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作為繼電保護(hù)裝置。當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大，成本高，可靠性差，所以這個(gè)想法不現(xiàn)實(shí)。目前與微機(jī)保護(hù)裝置同尺寸的工控機(jī)，其功能、速度和存儲(chǔ)容量大大超過當(dāng)年的小型機(jī)。因此，用成套工業(yè)計(jì)算機(jī)制作繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)開發(fā)了一種繼電保護(hù)裝置，它是由一臺(tái)與微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)相同的工控機(jī)改造而成的。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是：(1)具有486PC的全部功能，能滿足當(dāng)前和未來微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似，技術(shù)精良，抗沖擊、抗過熱、抗電磁干擾能力強(qiáng)，能在非常惡劣的工作環(huán)境下操作，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化。不同的保護(hù)可以任意選擇不同的模塊，配置靈活，易于擴(kuò)展。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化和計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。然而，如何更好地滿足電力系統(tǒng)的要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，需要深入研究。1.2網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)交流的工具，已經(jīng)成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱，從根本上改變了人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌。它對(duì)工業(yè)，的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，也為各種各樣的人提供了強(qiáng)有力的交流手段 #p#分頁標(biāo)題#e#

系統(tǒng)保護(hù)的概念在外已經(jīng)提出，當(dāng)時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)的作用不僅僅局限于切除故障元件，限制事故影響范圍(這是先要任務(wù))，還要保證整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求各保護(hù)單元能夠共享整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障信息，各保護(hù)單元和重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本門檻是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)系統(tǒng)中主要設(shè)備的保護(hù)裝置連接起來，即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在目前的技術(shù)門檻下是完全可能的。對(duì)于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置獲取的系統(tǒng)故障信息越多，判斷故障性質(zhì)、故障位置和故障距離就越準(zhǔn)確。自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)進(jìn)行了很長時(shí)間，并取得了一些成果。然而，為了真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，需要獲取更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息，只有保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化才能實(shí)現(xiàn)。一些保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也可以提高保護(hù)的可靠性。1993年，天津大學(xué)提出了三峽水電站未來500千伏超高壓多回母線分布式母線保護(hù)原理，并初步研制成功該裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分為幾個(gè)母線保護(hù)單元(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)，分散安裝在每個(gè)回路的保護(hù)屏上。每個(gè)保護(hù)單元通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接。每個(gè)保護(hù)單元只輸入該電路的電流，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿衅渌娐返谋Ｗo(hù)單元。每個(gè)保護(hù)單元根據(jù)該電路的電流和從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲得的所有其他電路的電流來計(jì)算母線差動(dòng)保護(hù)。如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障，則只跳閘該回路的斷路器，隔離故障母線。當(dāng)母線區(qū)外出現(xiàn)故障時(shí)，每個(gè)保護(hù)單元都被視為外部故障，不動(dòng)作。這種由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理具有更高的可靠性。因?yàn)槿绻硞€(gè)保護(hù)單元因干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而發(fā)生故障，只能誤跳回路，不會(huì)造成全母線切除的致命事故，這對(duì)三峽電站超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。從以上可以看出，微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化可以大大提高保護(hù)的性能和可靠性，這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。1.3

保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化 在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。 目前，為了測(cè)量、保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如干式變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置，就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。現(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下，保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV較近的地方，亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷；另一方面作為測(cè)量量，通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對(duì)被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測(cè)量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。 來源：中電力資料網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#