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篇1

1前言

電力作為當今社會的主要能源，對國民經濟的發展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。現代電力系統是一個由電能產生、輸送、分配和用電環節組成的大系統。電力系統的飛速發展對電力系統的繼電保護不斷提出新的要求，近年來，電子技術及計算機通信技術的飛速發展為繼電保護技術的發展注入了新的活力。如何正確應用繼電保護技術來遏制電氣故障，提高電力系統的運行效率及運行質量已成為迫切需要解決的技術問題。

2繼電保護發展的現狀

上世紀60年代到80年代是晶體管繼電保護技術蓬勃發展和廣泛應用的時期。70年代中期起，基于集成運算放大器的集成電路保護投入研究，到80年代末集成電路保護技術已形成完整系列，并逐漸取代晶體管保護技術，集成電路保護技術的研制、生產、應用的主導地位持續到90年代初。與此同時，我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用，相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原東北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，關于發電機失磁保護、發電機保護和發電機－變壓器組保護、微機線路保護裝置、微機相電壓補償方式高頻保護、正序故障分量方向高頻保護等也相繼通過鑒定，至此，不同原理、不同機型的微機線路保護裝置為電力系統提供了新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，此時，我國繼電保護技術進入了微機保護的時代。

目前，繼電保護向計算機化、網絡化方向發展，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化對繼電保護提出了艱巨的任務，也開辟了研究開發的新天地。隨著改革開放的不斷深入、國民經濟的快速發展，電力系統繼電保護技術將為我國經濟的大發展做出貢獻。

3電力系統中繼電保護的配置與應用

3.1繼電保護裝置的任務

繼電保護主要利用電力系統中原件發生短路或異常情況時電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:在供電系統運行正常時，安全地。完整地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統發生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續運行；當供電系統中出現異常運行工作狀況時,它應能及時、準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

3.2繼電保護裝置的基本要求

選擇性。當供電系統中發生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。

靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區外發生故障時，又不應該產生錯誤動作。

速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件，同時還提高了發電機并列運行的穩定性。

可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效，以提高保護的可靠性。

3.3保護裝置的應用

繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業高壓供電系統、變電站等，用于高壓供電系統線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統分母線繼電保護裝置的應用，對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應裝設過電流保護，對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括：①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。②母聯保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。隨著繼電保護技術的飛速發展，微機保護的裝置逐漸投入使用，由于生產廠家的不同、開發時間的先后，微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達到的目的基本一致。4繼電保護裝置的維護

值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中，發現異常現象時，應加強監視并向主管部門報告。

建立崗位責任制，做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關及卸裝熔絲等工作，工作過程中應嚴格遵守電業安全工作規定。

做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行，防止誤碰運行設備，注意與帶電設備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。

定期對繼電保護裝置檢修及設備查評：①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。

根據每年對繼電保護裝置的定期查評，按情節將設備分為三類：經過運行檢驗，技術狀況良好無缺陷，能保證安全、經濟運行的設備為一類設備；設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運行，不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備，危及安全運行，出力降低，"三漏"情況嚴重的設備為三類。如發現繼電保護有缺陷必須及時處理，嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。

5電力系統繼電保護發展趨勢

繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信一體化方向發展。隨著計算機硬件的飛速發展，電力系統對微機保護的要求也在不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其他保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等，使微機保護裝置具備一臺PC的功能。為保證系統的安全運行，各個保護單元與重合裝置必須協調工作，因此，必須實現微機保護裝置的網絡化，這在當前的技術條件下是完全可行的。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上是一臺高性能，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜投資大，且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。

結論。隨著電力系統的告訴發展和計算機通信技術的進步，繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發現故障并做好處理，保證系統無故障設備正常運行，提高供電可靠性。

參考文獻

篇2

一、繼電保護發展現狀

電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。

建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500kV線路上，結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。

在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。

我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。

二、繼電保護的未來發展

繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

2.1計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發展到多CPU結構，后又發展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。

南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。

電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的。現在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優點有：(1)具有486PC機的全部功能，能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。

繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。

2.2網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務)，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。

對于一般的非系統保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。

對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統樞紐非常重要。

由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。

2.3保護、控制、測量、數據通信一體化

在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。

目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾。現在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段，將來必然在電力系統中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。

2.4智能化

近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果。可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。

三、結束語

篇3

建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術［1］，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500kV線路上［2］，結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。

在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用［3］，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。

我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究［4］，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。

2繼電保護的未來發展

繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

2.1計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發展到多CPU結構，后又發展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。

南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。

電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的。現在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優點有：(1)具有486PC機的全部功能，能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。

繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。\

2.2網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務)，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。

對于一般的非系統保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。

對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理［6］，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統樞紐非常重要。

由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。

2.3保護、控制、測量、數據通信一體化

在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。

目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾。現在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段，將來必然在電力系統中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。

2.4智能化

近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始［7］。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果［8］。可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。

3結束語

建國以來，我國電力系統繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。

作者單位：天津市電力學會(天津300072)

參考文獻

1王梅義.高壓電網繼電保護運行技術.北京：電力工業出版社，1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103，1984(2)

3沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統自動化，1983(1)

4葛耀中.數字計算機在繼電保護中的應用.繼電器，1978(3)

5楊奇遜.微型機繼電保護基礎.北京：水利電力出版社，1988

篇4

電子文件的載體材料是磁性物質和光盤。聚酯底基是磁盤和磁帶的支持體。聚酯底基具有易產生靜電而吸引塵埃導致卷曲、易與磁粉脫離、伸長后不易恢復等缺點。粘和劑起著連接底基和磁粉的作用，它具有易熱脹冷縮、磨損、脫落、粘連、生霉等缺點，直接影響信息再現。磁粉中的磁性氧化物顆粒的剩磁感應強度是記錄和再現信息的決定因素，它極易受外磁場影響而導致退磁、消磁等。光盤是利用激光進行信息存取的，它呈圓盤狀，由盤基、記錄介質和保護層等部分組成。目前光盤常用的記錄介質主要有碲、碲合金、硒、碳鋁化合物以及一些在激光熱效應作用下易產生物化性質變化的材料。這些材料不穩定、易氧化、易與堿溶液發生反應。與紙質檔案載體相比，電子文件載體材料的壽命要短得多，一般僅為5-15年。

2環境條件影響的差異

2.1溫濕度影響的差異

不適宜的溫濕度對磁性載體、光盤和紙張均有影響。對紙張而言，高溫高濕，可促進紙張發生水解－氧化反應，加速紙張內部不利化學成分對紙張的影響，也可使字跡材料發生擴散、洇化現象。而電子文件載體受溫濕的影響方式截然不同。在溫度過高或過低條件下，聚酯底基易膨脹或收縮變形，光盤載體中使用的塑料、鋁和多碳材料也會彎曲變形，影響激光束精確定位和數據的讀寫。實驗證明，保存紙質檔案的標準溫度為14℃-24℃，相對濕度為45％-60％，而保存電子文件的理想溫度為16℃-20℃，相對濕度為40％±5％，可見，溫濕度對電子文件和紙質檔案的影響程度是不同的。

2.2灰塵影響的差異

灰塵對紙張的危害主要是機械磨損紙張、使紙張發生粘結而形成“檔案磚”、給紙張帶來霉菌等。而灰塵對電子文件載體的損壞主要有物理損壞、化學損壞和生物損壞。物理損壞是指污染、劃傷磁盤、磁帶、光盤表面，造成記錄信息的損毀；化學損壞是指灰塵中所含的化學成分會不同程度地引起磁盤、磁帶、光盤載體腐蝕、降解等化學作用而毀壞，造成記錄信息消失；生物損壞是指灰塵是霉菌孢子的傳播者，也是霉菌的培養基、繁殖地，霉菌分泌的酶和有機酸會損壞磁性載體和光盤，使數據丟失。綜上所述，灰塵均可以損壞紙張和電子文件載體。只是對紙張而言，即使灰塵已經對其產生實質性的損害，如磨損紙張、形成“檔案磚”、產生色斑和霉斑等，也可通過修復手段在很大程度上恢復其所記錄信息。而灰塵一旦對電子文件載體造成危害，載體上所記錄的信息可能會局部丟失，在計算機系統上便無法讀出原始信息，使電子文件失去保存價值。因此，防止灰塵對電子文件載體的危害有特別重要的意義，在電子文件形成和使用過程中，要采取嚴密的防灰塵措施。

2.3外來磁場和機械震動影響的差異

磁場和機械震動對紙質檔案無任何影響，而對電子文件的磁性載體則是最重要的影響因素。外來磁場作用于磁性載體，能使磁性涂層的剩磁發生消磁或磁化，造成信號失落或信噪比降低，破壞記錄信息，影響讀出效果。此外，強烈的機械震動也會影響磁性載體材料中磁分子的排列次序，造成剩磁衰減，從而破壞記錄信號。因而要防止外磁場的影響，如遠離強磁場，將磁性載體存放在有抗磁性的框架內或金屬盒內等等，并避免強烈的機械震動。

2.4光線和有害氣體影響的差異

光線和有害氣體對紙張的危害主要是促進紙張發生水解氧化反應，導致紙張強度的降低。而有害氣體和光線，特別是紫外線對電子文件的破壞力更大。有害氣體主要是二氧化硫、硫化氫、二氧化氮和氯氣等具有酸性和氧化性，在一定條件下，腐蝕、破壞磁性載體和光盤，致使盤基帶基老化、變質和磁粉脫落，使電子文件信息丟失。光線能使電子文件載體材料發生光氧化反應，使盤基帶基老化，強度下降。同時，紫外線的能量足以破壞磁性載體的剩磁的穩定性，導致信號衰減，影響磁性記錄信息的讀寫效果。

3技術壽命的差異

紙質文件一旦形成，其制成材料—紙張、字跡材料、字跡三者永遠結合在一起，它的壽命與其內部諸因素和保護環境條件有關。而電子文件的壽命不僅與其內部諸因素和保護環境條件有關，更與技術革新有關。因為電子文件是通過計算機將信息與載體結合在一起而形成的，必須通過計算機才能識讀。一旦技術過時，則載體上的信息就無法讀出。技術過時的表現有兩個方面，一是技術革新，使舊的存貯技術消失。二是由于商業性的原因，使由單個廠家生產或銷售的電子文件設備會由于廠家的破產或改變產品生產而很難找到配套產品。一般說來，大多數電子文件載體的預期壽命都超過了識讀它的硬件和軟件的技術期限，也就是說，技術過時對電子文件安全性的影響顯得更為重要。因此，對于電子文件中數字化信息的長期存取而言，技術過時比載體損壞是更為嚴重的危害。針對技術過時，歐美國家在理論上提出三種解決辦法：將閱讀電子文件的設備與軟件保存到某種技術博物館中；在紙與縮微膠片上制作拷貝；將電子文件轉換為盡可能中性格式的文檔。這三種方法只能是在沒有其它更好措施的情況下的暫時性辦法，因為隨著需要保存的電子文件數量的增大，這三種方法都將花費大量的人力物力。最近，信息專家提出了用標準化的方法，即用國際標準化組織用于連接開放系統的互連標準，使不同系統和不同軟件的數據可以進行互換。這種方法不失為解決技術過時的新途徑。

篇5

一、繼電保護發展現狀

電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。

建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術［1］，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500kV線路上［2］，結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。

在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用［3］，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。

我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究［4］，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。

二、繼電保護的未來發展

繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

1計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發展到多CPU結構，后又發展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。

南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。

電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的。現在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優點有：(1)具有486PC機的全部功能，能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。

繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。

2網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務)，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。

對于一般的非系統保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。

對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理［6］，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統樞紐非常重要。

由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。

3保護、控制、測量、數據通信一體化

在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。

目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾。現在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段，將來必然在電力系統中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。

4智能化

近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始［7］。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果［8］。可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。

三、結束語

建國以來，我國電力系統繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。

參考文獻

1王梅義.高壓電網繼電保護運行技術.北京：電力工業出版社，1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103，1984(2)

3沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統自動化，1983(1)

4葛耀中.數字計算機在繼電保護中的應用.繼電器，1978(3)

5楊奇遜.微型機繼電保護基礎.北京：水利電力出版社，1988

篇6

關鍵詞：保護地棚室；茄子；栽培技術

茄子是人們非常喜愛的蔬菜，營養元素含量豐富，是餐桌上的必需品，但在東北地區由于氣溫較低，種植受季節的影響非常明顯，要想滿足廣大群眾的需求，必須大力推廣保護地棚室茄子種植技術。現將其栽培技術要點介紹如下。

1保護地棚室

（1）保護地棚室設施。在不適宜植物生長發育的寒冷、高溫、多雨季節，人為創造適宜植物生長發育的微環境所采用的定型設施。

（2）日光溫室。由采光和保溫維護結構組成，以塑料薄膜為透明覆蓋材料，東西向延長，在寒冷季節主要依靠獲取和蓄積太陽輻射能進行蔬菜生產的單棟溫室。

（3）塑料棚。采用塑料薄膜覆蓋的拱圓形棚，其骨架常用木、鋼材或復合材料建造而成。

（4）育苗設施的規格要求。①育苗溫室：矢高2.8~3.5m，跨度6~8m，長度不限。②塑料中棚：矢高1.5~2.0m，跨度4~6m，長度不限。③塑料大棚：矢高2.5~3.0m，跨度6~12m，長度30~60m。

2栽培季節

春秋栽培：年初育苗，3月下旬定植，6月至9月中下旬上市；春夏種植：春季育苗定植，夏季采收；夏秋種植：夏季育苗定植，秋季采收。

3品種選擇

選用抗病性強、品質好、商品性好、產量高的優良品種和雜交種，如齊雜茄2號、沈茄系列、黑又亮、黑珊瑚、日本紫長茄。

4育苗

4.1種子處理

用50~55℃熱水燙種15min，并不斷攪動種子使其受熱均勻，待水溫降至25~30℃時浸種8h。出水后用黃砂搓洗2~3遍，投洗干凈后進行變溫處理。白天放在20℃條件下12h，夜間放在0~2℃下12h，連續處理7d即可播種

4.2播種

床土配制為：蔥蒜地表土或肥沃大田土4份，腐熟有機草炭土5份，腐熟大糞面1份混勻篩細。分苗移植營養土配制為：蔥蒜地表土或肥沃大田土5份，腐熟的草炭土或陳馬糞3份，細砂或爐灰2份，1m3營養土加入大糞面25kg、二銨2kg、過磷酸鈣3kg，充分混拌后裝入營養缽。溫室育苗，廂（盤）或床播種，分苗移植到8cm×8cm營養缽內。苗齡80~90d。

4.3苗期管理

播種后白天溫度保持在30~35℃，夜間25℃。當有70%苗出土時立即降溫，白天25℃，夜間15~17℃。2片真葉時分苗移植到營養缽中。采用嫁接技術育苗的茄子砧木移到（10~12）cm×（10~12）cm營養缽中，接穗移到苗床內株行距6cm×6cm即可。移植緩苗后進行根外追肥，用0.3%磷酸二氫鉀或0.3%尿素噴葉。

5定植

在定植前30~35d扣棚烤地。化凍后整地，并施足優質有機肥作底肥。起壟或高畦覆膜。行距50~60cm，株距30~35cm。采用嫁接技術的株行距要加大，應在65cm×（45~50）cm。

6田間管理

定植后緩苗前不通風或通小風。白天溫度保持在28~30℃，夜間保持在15~18℃；緩苗后至開花結果期，白天溫度為25~28℃，夜間15℃以上。定植7d后澆1次緩苗水。門茄瞪眼時澆1次水，并隨水追施發酵好的雞糞水。門茄采收后澆1次雞糞水，1次清水，交替進行。門茄開始膨大時進行整枝打葉，摘除門杈以下的腋芽、葉片及病葉。7月上旬（入伏前后）在“四面斗”處10cm長刈頭，刀口呈斜面。7d后選健壯枝條苗7~8個。刈頭后在壟幫破開，重施1次有機肥。

7病蟲害防治

病害主要有茄子黃萎病、茄子褐紋病、茄子綿疫病等，蟲害主要有紅蜘蛛。采用嫁接技術防治黃萎病效果十分明顯，砧木選用“托魯巴姆”。防治茄子褐紋病，在結果后開始噴灑75%百菌清可濕性粉劑600倍液，或58%甲霜靈錳鋅可濕性粉劑500倍液。防治茄子綿疫病，在發病初期用75%百菌清可濕性粉劑500~600倍液，或64%殺毒礬可濕性粉劑500倍液，7~10d噴1次，連噴2~3次。防治紅蜘蛛用8%阿維菌素乳油3000倍液，或25%蛾螨靈1000倍液，或5%尼索郎乳油1500倍液噴霧。

8采收

根據生長條件和市場需求及時采收。

參考文獻

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0 引言

電力作為當今社會的主要能源，對國民經濟的發展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。論文參考，電力系統。現代電力系統是一個由電能產生、輸送、分配和用電環節組成的大系統。論文參考，電力系統。電力系統的飛速發展對電力系統的繼電保護不斷提出新的要求，近年來，由于電子技術及計算機通信技術的飛速發展，繼電保護技術已然進入了微機保護的時代。如何確保微機繼電保護裝置的安全運行，正確應用繼電保護技術來遏制電氣故障，提高電力系統的運行效率及運行質量已成為迫切需要解決的技術問題。

1 繼電保護裝置的任務及可靠性分析

1.1 繼電保護裝置的任務

繼電保護主要利用電力系統中元件發生短路或異常情況時電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于：在供電系統運行正常時，安全地、完整地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統發生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地借助斷路器跳閘將故障設備切除，保證非故障部分繼續運行；當供電系統中出現異常運行工作狀況時，它應能及時、準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

1.2 繼電保護可靠性分析

繼電保護裝置的可靠性主要是指解決裝置的拒動作和誤動作兩大問題。繼電保護是電力系統的重要組成部分。是保證電網安全穩定運行的重要技術手段，電力系統的事故速度快，涉及面廣，會給國民經濟和人民生活造成很大影響。影響繼電保護可靠性的因素主要有以下四個方面：

（1）繼電保護系統軟件因素。軟件出錯將導致保護裝置誤動或拒動。目前影響微機保護軟件可靠性的因素有：需求分析定義不夠準確、軟件結構設計失誤；編碼有誤；測試不規范；定值輸入出錯等。

（2）繼電保護系統硬件裝置因素。論文參考，電力系統。繼電保護裝置、二次回路、繼電保護輔助裝置、裝置的通信、通道及接口、斷路器。這些電力網絡的重要元件，其可靠性不僅關系到繼電保護的可靠性，還關系到電力系統主接線的可靠性。繼電保護系統硬件的質量和可靠性直接影響了系統保護的可靠性。

（3）人為因素。安裝人員不按設計要求接線或者誤接線問題和檢修、運行人員的誤操作問題在不少電網中都曾發生過。

2 配電系統繼電保護存在的問題

2.1 電流互感器飽和

隨著供電系統規模的不斷擴大，很多低壓配電系統短路電流會隨著變大，當變、配電所出口處發生短路時，短路電流往往很大，甚至可以達到電流互感器一次側額定電流的幾百倍。在穩態短路情況下，一次短路電流倍數越大，電流互感器變比的誤差也越大，使靈敏度低的電流速斷保護就可能拒絕動作。在線路短路時，由于電流互感器飽和，感應到二次側的電流會很小或接近于零，造成定時限過流保護裝置拒動。若是在變電所出線故障則要靠母聯斷路器或主變壓器后備保護來切除，延長了故障時間，使故障范圍擴大；而若是在配電所的出線過流保護拒動，則將使整個配電所全停。

2.2 二次設備及二次回路老化

現在我國很多配電系統的繼電器是20世紀七八十年代的老式繼電器，節點氧化塵太多，壓力不夠，也會造成保護誤動，出口不可靠。我們知道，二次回路分直流和交流兩個部分，如果交流回路實驗端子老化，銹蝕，接觸電阻過大，嚴重時會引起開路，引起保護誤動或拒動。論文參考，電力系統。直流部分在系統失電和系統嚴重低電壓時可靠性難以保證，事故情況下更難以保證可靠動作，會導致越級跳閘，擴大事故范圍。

2.3 環網供電無保護

目前我國環狀配電網基本采用負荷開關為主，目前不設斷路器，也沒有保護。若裝設斷路器，由于運行方式變化，負荷轉移等因素，繼電保護選擇性無法協調。目前環網運行方式是開口運行，故障時，故障環網全部停電，絕大部分網絡是用人工操作對網絡重構來恢復供電。

3 電力系統繼電保護的安全管理要點

3.1 強化人員理念，建立崗位責任制

做到每個設備均有值班人員負責，做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關及卸裝熔絲等工作，并嚴格遵守電業安全工作規定。同時要對維護人員進行繼電保護專業知識的培訓，以提高運行其繼電保護專業水平。

3.2 完善環網結構的配套建設

目前環網結構是電纜網絡采用的主要形式，目前還沒有性能頗為理想的繼電保護裝置，為快速隔離故障、恢復供電，可以考慮結合配電自動化系統的建設，繼電保護與自動化系統相互配合使用。論文參考，電力系統。

3.3 增加投入，更新設備

及時更新保護校驗設備，完善供電網絡建設，在不影響正常安全生產的情況下，確保各回路均有足夠保護整定時間，使保護裝置校驗做到應校必校，不漏項，不簡化。論文參考，電力系統。

3.4 超前預防，安全生產

通過故障管理，對掌握的故障數據，在其未釀成事故之前，就要及時分析，制定對策。

對能立刻消除的故障，立刻組織安排人員消缺；對不能立刻消除的故障，進行再次分析，制定補救措施，并認真做好事故預想。

3.5 實現責任追溯

對未按照規定日期安排或完成消除故障者，對同一故障出現多次消缺者，對出現的故障不按規定匯報而引起嚴重后果者等，通過故障信息管理，可以實現責任追溯，追究有關管理人員、工作人員的責任。明確了各方應承擔的責任后，要從中吸取教訓，能激勵大家共同努力、相互協作的精神，把所管轄的設備及電網的安全穩定運行工作做得更好。

4 結語

繼電保護是電力系統的安全衛士，是保證電力系統安全、穩定運行的有利手段，只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發現故障并做好處理，才能保證系統無故障設備正常運行，提高供電可靠性。

參考文獻：

[1]張秋增.淺談電力系統繼電保護技術的現狀與發展[J].科技資訊,2009(4).

[2]張國鋒,梁文麗,李玉龍.電力系統繼電保護技術的未來發展[J].中國科技信息,2005(2).

篇8

 

電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。免費論文，智能化。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發電機及電廠輔助生產系統等）轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心，通過各種設備再轉換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區經濟和人民生活服務。

1 繼電保護的作用

電力系統運行中常會出現故障和一些異常運行狀態，而這些現象會發展成事故，使整個系統或其中一部分不能正常工作，從而造成對用戶少送電、停止送電或電能質量降低到不能容許的地步，甚至造成設備損壞和人身傷亡。免費論文，智能化。而電力系統各元件之間是通過電或磁建立的聯系，任何一元件發生故障時，都可能立即在不同成度上影響到系統的正常運行。免費論文，智能化。因此，切除故障元件的時間常常要求短到1/10s甚至更短。而這個任務靠人完成是不可能的，所以要有一套自動裝置來執行這一任務。

繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍（這是首要任務），還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，實現微機保護裝置的網絡化。這樣，繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確，大大提高保護性能和可靠性。

2 繼電保護現狀

2.1 國內繼電保護現狀

1984年原東北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，關于發電機失磁保護、發電機保護和發電機——變壓器組保護、微機線路保護裝置、微機相電壓補償方式高頻保護、正序故障分量方向高頻保護等也相繼通過鑒定，至此，不同原理、不同機型的微機線路保護裝置為電力系統提供了新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。

到9O年代，隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，此時，我國繼電保護技術進入了微機保護的時代。

2.2 國外繼電保護現狀

國外的繼電保護已經走過了一個多世紀的歷程。上世紀9 0 年代，隨著微機保護的發展，不斷有新的改善繼電保護性能的原理和方案出現，這些原理和方案同時也對微機保護裝置硬件提出了更高的要求。由于集成電路和計算機技術的飛速發展，微機保護裝置硬件的發展也十分迅速，結構更加合理，性能更加完善。

近年來與微機保護領域密切相關的其它領域的飛速發展給微機保護帶來了全新的革命。國外微機保護發展了近十五年，經歷了三代保護設計上的更新換代，并以微處理器技術與多種己被提出并被可靠證明和廣泛應用的算法相結合為基礎，不斷為新型微機保護的開發和完善創造著良好的實現條件。

3 電力系統繼電保護展望

在未來，微機保護的發展趨勢集中體現在硬件上高度的集成化、標準化、性能上高度的開放化，軟件上的多功能化。其目的是使微機保護系統在實現功能日益完善的軟硬件基礎上實現保護系統運行及性能價格比的最優化結構。

3. 1 計算機化

隨著計算機硬件的發展，微機保護硬件得到了有力的技術支持，取得了迅速發展。免費論文，智能化。

電力系統對微機保護的要求不斷提高， 除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。

現在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機。免費論文，智能化。因此，用成套工控機做成繼電保護的時機己經成熟，這將是微機保護的發展方向之一。繼電保護裝置的計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求， 如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。

3.2 網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱。由于缺乏強有力的數據通信手段，目前的繼電保護裝置只能反應保護安裝處的電氣量，切除故障元件，縮小事故影響范圍。于是，人們提出了系統保護的概念，將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，實現繼電保護能保證全系統的安全穩定運行，即每個保護單元都能分享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。免費論文，智能化。要真正實現保護對電力系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。

3.3 保護、控制、測量、數據通信一體化

在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端，它可以從網上獲得電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心的任一終端，因此，每個微機保護裝置不但可以完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可以完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。

3.4 智能化

近年以來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，在繼電保護領域的研究也已開始神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜非線性問題，應用神經網絡的方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，其它如遺傳算法、進化規劃等也有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可是求解速度更快。可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。

4 結束語

鑒于電力系統的被保護元件發生故障時，繼電保護裝置應能自動、迅速，有選擇地將故障元件從電力系統中切除，以保證無故障部分迅速恢復正常運行，并使故障件免于繼續遭受損害的特點，如何在今后確保繼電保護的更可靠運行，牽涉繼電保護可持續發展的重要課題，因此全面研究繼電保護發展趨勢，有著十分重要的現實意義。

參考文獻

【1】吳斌，劉沛，陳德樹。繼電保護中德人工智能及其應用電力系統自動化，1995。

【2】陳德樹。計算機繼電保護原理與技術[M]。北京：水利電力出版社， 1992。

【3】王維儉。電力系統繼電保護基本原理[M]。北京：清華大學出版社， 1991。

【4】段玉清，賀家李。基于人工神經網絡方法德微機變壓器保護。中國電機工程學報，1998。

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中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）01-0033-02

電力系統、計算機技術、電子技術與通信技術的飛速發展給電力系統繼電保護不斷注入了新的活力，提出新的要求。現代電力系統是高度數字化、信息化和自動化的超大區域網絡結構，電力系統繼電保護是對其安全穩定運行至關重要的一門技術[1]。21世紀繼電保護的未來發展趨勢是計算機化；網絡化；保護、控制、測量、數據通信一體化；智能化[2]。以新疆農業大學（以下簡稱“我校”）為例，在現有教學模式基礎上，本文探討繼電保護課程教學中提高學生實踐與創新能力的方法，為將學生培養成具有實踐能力、創新精神的人才而努力，為該課程的教學改革提供理論支持和智力保證。

一、電力系統繼電保護課程的特點

我校“電力系統繼電保護原理”課程理論教學36

學時，網絡教學6學時，總計42學時，作為電氣工程及自動化及農業電氣化與自動化的專業必修課，設置在大四上學期初；“微機繼電保護”課程共26學時，均為課堂理論教學學時，作為專業選修課安排在“電力系統繼電保護原理”結束后的大四上學期末開設，目的是順應現代電力系統高度數字化的趨勢，讓學生了解現代數字式繼電保護硬軟件的知識，內容涉及到原理、保護算法、硬軟件設計方法等；“繼電保護課程設計”為期一周，與“微機繼電保護”同時安排在大四上學期期末，目的是培養學生綜合運用所學的基礎理論知識分析與解決電力系統中的實際問題的能力[3]。

二、繼電保護課程教學存在的問題

為適應現代數字電力系統繼電保護技術的新發展，目前我校繼電保護的教學內容已加入“微機繼電保護”，作為少學時內容與“電力系統繼電保護”共同設置在大四上學期，同時開設的其它幾門專業課使得學生大四上學期課程較為集中，學習任務量較大。此時學生即將面臨畢業設計開題、復習考研或找工作，第一學期過高的學習任務和課程的相對集中對其學習效果有一定影響；在課程教學上，基本停留在傳統模式：即利用板書或者多媒體課件形式，將繼電保護原理及其實現方法按照教材的章節和順序進行課堂講授，這主要存在以下幾個問題。

（一）重理論，輕實踐，無法提高學生的實踐能力與創新精神

對教師而言，繼電保護原理單純靠板書或多媒體課件較難講透；對學生而言，繼電保護內容比較抽象且實踐性強，知識描述更需要形象化演示去理解，配合學生自主實踐學習才會有好的效果。比如，“零序過電流保護原則上是按照躲開在下級線路出口處相間短路時出現的最大不平衡電流來整定”，若單純由教師口頭講授原理，學生難以理解； “微機繼電保護”課程主要分析現代數字式繼電保護軟硬件相關知識，內容涉及原理、保護算法、硬軟件設計方法等。若單純講解微機繼電保護算法，使學生難以消化，從而會削弱其學習的積極性。

（二）教學理念不夠強，教學內容需要優化

繼電保護課程組與“單片機技術”、“數字信號處

理”、“電力系統自動化”、“高低壓電氣設備”等課程有很多聯系，但教學上往往孤立、脫節，缺乏全局梳理，使學生對繼電保護完整系統缺乏全面認識。課堂上，教師若能將繼電保護教學作為一個整體，以實例聯系相關課程內容，緊跟行業發展前沿并且結合實踐，教學效果會更好；此外，目前繼電保護教科書內容繁多，與其他專業課程也有所重復，需要對課程內容進行整合優化。

（三） 學生自主選擇力不強

學生對繼電保護內容的興趣點各有不同，部分學生未來并不從事繼電保護工作，或考研方向與此關系不大。目前情況是，繼電保護課程組教學課時相對較多，內容較為寬泛，對于上述內容部分學生顯得索然無味，學生根據自己情況自主選擇的能力不夠強。為此，以學生為本，可以在課程形式上稍做一些調整。

三、教學模式的探索及實踐

針對繼電保護課程教學存在的問題，本文探討了幾種改進模式和方法，且部分已開始具體實施，取得了一定的教學效果。

（一）優化專業培養計劃

將原本設置在大四上學期分開教學的“電力系統繼電保護原理”和“微機繼電保護”兩門課整合為一門，設置在大三下學期。“繼電保護課程設計”可設置在大四上半學期。這樣設置有兩方面考慮：內容上，減少學生學習任務量，突出重點，使教學有針對性。比如，可縮減“電力系統繼電保護原理”教材中電磁型繼電器、斷路器等與“高低壓電氣設備”教材有所重復的內容，減少或者刪除“微機繼電保護”教材中與“微機原理與應用”、“單片機技術”“數字信號處理”等相關課程的重復內容；時間上，我校電氣專業學生于大三至大四暑假期間設置了為期5周的發電廠生產實習，實習前對繼電保護內容的理論學習，為生產實習期間學生對繼電保護裝置、電力系統設備等內容建立感性認識打下基礎，從而提高學生的實踐與創新能力。

（二）改進教學手段與教學方法

教師可采用多樣化的教學手段和方法進行教學。以傳統教學手段為輔，以現代化網絡媒體、實驗教學等方式為主。以提高學生學習的積極性及其實踐創新能力為目的，建立學生對電力系統繼電保護的整體概念，使學科前沿知識與教材內容相結合，課堂教學與實踐教學相結合。

1.網絡課程建設。利用學校現有網絡平臺，上傳電子教案、視頻，演示動畫等資源，并建立一套自測系統，使學生可以主動借助網絡課程平臺觀看和使用這些資源。教案、課件既可以作為學生的預習資源以及彌補疏漏的課后復習資料，也可以作為教師選擇的教學資源庫；視頻資源以聲、像集合的形式使學生直觀了解繼電保護的動作過程及原理；具有交互性的演示動畫可以提高學生學習的趣味性，比如，利用FLASH將繼電保護動作過程制作成SWF動畫，或用Visual C++開發保護動作演示模塊[4]；自測系統可以使學生在正式考試前自我檢測，彌補疏漏的知識點。利用網絡交互平臺有助于增強課后教師與學生之間的互動性，使教師及時了解學生遇到的問題并展開網上討論，以提高學生對課程學習的主動性。因此，網絡資源的建設需要教師有針對性地選擇教學內容，或利用專業軟件開發演示模塊，并及時更新資源。目前，我校網絡課程建設已取得初步成果。

2.實驗平臺建設。微機保護已成為當前繼電保護的主要形式。華北電力大學、湖南大學等高校先后自主開發了微機型線路保護教學仿真實驗裝置。實驗平臺建設思路為面向實踐平臺的建設，使學生能夠對本專業內容形成完整的知識鏈[5]。我校可采用引進設備或者利用現有教師隊伍和資源對微機繼電保護實驗設備進行開發。目前，我校基于TMS320F28335+PC機的繼電保護教學實驗平臺的研制正在進行。

實驗平臺可作為本專業教學科研平臺，不僅方便用于學生實驗、課程設計和畢業設計，也可以作為教師的科研平臺。該平臺能夠使學生直觀了解微機繼電保護硬件結構，并且通過配置不同的軟件模塊實現不同原理、不同對象的繼電保護功能；開設綜合性實驗和設計性選做實驗，有利于提高學生的積極性及實驗、設計能力，有助于開闊學生的視野、發揮創新能力。

3.課程設計內容優化，加強畢業論文設計。課程設計是培養學生的實踐能力、創新能力和綜合能力的重要環節[6]，在傳統設計內容基礎上可以充分利用實驗平臺，先進行整定計算，后在平臺上模擬故障時繼電保護動作；建立以任務驅動，由教師引導、學生進行自主探究學習的框架。根據繼電保護原理建立主題，比如，電流保護、距離保護、縱差保護等；也可以根據繼電保護對象形成“主題”，比如，電力變壓器保護、輸電線路保護等。

課程設計可以在大三下學期上課期間布置下去，使學生帶著問題學習，并結合大三暑假為期五周的“發電廠生產實習”，使課程設計更具針對性、實踐性，從而激發學生的創新意識。此外，通過畢業論文的設計強化為工作打下基礎。

4.完善評價體系。適應新的教學方法與手段，改進傳統課程考核評價方式。繼電保護理論課成績應綜合考勤、課堂表現、小組討論、平時作業、網絡自測、綜合實驗等教學環節進行考評。將平時成績比例增大，有利于激發學生平時學習的積極性；課程設計可以對每個學生進行公開答辯及嚴格書面考核；畢業論文（設計）成績評定標準應以提高學生的實踐與創新能力為目的，綜合文獻綜述、論文質量、創新能力、實驗態度等因素進行考評。

本文以新疆農業大學電氣工程專業、農業電氣化專業為例，對繼電保護課程的教學模式進行探索與實踐，重點激發學生平時學習的主動性，使其能夠掌握必要的工程技術、測試方法以及先進設備的研究方法。若能將每個環節都做好做實，師生就能在一整套良好有序的教學體系中受益，從而培養出適應智能電網時代、具有實踐能力、創新精神的人才。

參考文獻：

[1]何瑞文，陳少華.現代電力系統的繼電保護課程教學改革與建設[J].電氣電子教學學報，2004，（3）.

[2]付喬.繼電保護發展現狀綜述[J].攀枝花學院學報，2006，（2）.

[3]李文武，袁兆強.繼電保護課程組教學改革的探索[J].中國電力教育，2010，（12）.

篇10

1引言

目前，電力自動化的應用可以分為變電站自動化、調度自動化、配電自動化、電能計量自動化和電力市場等。03年以來，我國的電力供應緊張，根據國家電網的統計，電力自動化行業呈現不斷增長的趨勢。由此，繼電保護產品的需求也急劇增長，而且對于繼電保護產品的性能、新技術的應用等方面也提出了更高的要求。而變壓器是電力系統自動化控制設備中普遍使用的一款電氣設備，變壓器的繼電測控保護對于電力系統的安全可靠運行具有重要意義。

本論文主要借助于新型的DSP處理芯片，對基于DSP的變壓器繼電保護測控裝置進行設計研究，以期從中能夠找到合理可靠的變壓器繼電測控保護裝置應用，并以此和廣大同行分享。

2繼電保護測控裝置總體設計

(1) 繼電保護裝置的功能設計

① 自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，并保證其它無故障元件迅速恢復正常運行。

② 反應電氣元件不正常運行情況，并根據不正常運行情況的種類和電氣元件維護條件，發出信號，由運行人員進行處理或自動地進行調整或將那些繼續運行會引起事故的電氣元件予以切除。反應不正常運行情況的繼電保護裝置允許帶有一定的延時動作。

③ 繼電保護裝置還可以和電力系統中其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復供電，從而提高電力系統運行的可靠性。

綜上所述，繼電保護在電力系統中的主要作用是通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性。繼電保護裝置是電力系統中重要的組成部分，是保證電力系統安全和可靠運行的重要技術措施之一。在現代化的電力系統中，如果沒有繼電保護裝置，就無法維持電力系統的正常運行。

(2) 變壓器繼電保護裝置

電力變壓器是電力系統中大量使用的重要電氣設備，它在電力系統的發電、輸電、配電等各個環節廣泛使用。因而其安全運行與否是整個電力系統能否連續穩定工作的關鍵，是電力系統可靠工作的必要條件。

根據變壓器的不正常運行狀態，變壓器一般應裝設以下一些繼電保護裝置[6]：

① 為反應變壓器油箱內部各種故障和油面降低，對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器及戶內0.4MVA以上變壓器應裝設瓦斯保護。

② 為反應變壓器繞組和引出線的相間短路及中性點直接接地側繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路，應裝設縱聯差動保護或電流速斷保護；對于6.3MVA及以上并列運行變壓器和10MVA及以上單獨運行變壓器，以及6.3MVA及以上的廠用變壓器，應裝設縱差保護；對于10MVA以下變壓器且過流時限大于0.5s時，應裝設頂流速斷保護；對于2MVA以上變壓器，當電流速斷保護的靈敏系數還不滿足要求時，則宜裝設縱差動保護。

③ 為反應外部相間短路引起的過電流和作為瓦斯、縱差保護（或電流速斷保護）的后備保護，應裝設電流保護。例如。復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護，適用于升壓變壓器；過流保護適用于降壓變壓器。

④ 為反應中性點直接接地電網中，外部接地短路的零序電流保護。

⑤ 為反應對稱過負荷的應裝設過負荷保護。

⑥ 為反應變壓器過勵磁的應裝設過勵磁保護。

3基于DSP的變壓器繼電保護測控裝置設計

3.1 測控裝置硬件架構設計

本文從緊湊型和多功能兩方面入手，設計了一款基于新型DSP芯片的測控保護裝置。DSP芯片需要完成電壓、電流等輸入信號的采集和處理，并且根據一定的保護邏輯驅動繼電器動作，另外，還需要處理人機接口任務和通信任務。根據這些任務的不同優先級，DSP芯片還需要分配不同時間片的進程以滿足各項任務合理有序地執行。

硬件設計的總體框架如圖1所示，輸入信號包括電流、電壓、頻率和開關量，而輸出則通過繼電器來實現。其中電流信號包括三相保護電流和一路零序電流，電壓信號包括三相測量電壓和一路輔助電壓。主控制器采集并處理這些信號，分別用于顯示和實現保護邏輯判斷等功能。本裝置的測量數據、設備信息、事件記錄信息、保護定值和保護配置信息等內容都是通過菜單的方式進行顯示，裝置還提供了按鍵用于接線方式、保護功能等基本設置功能的實現。設備提供了基本的串行通信功能，可完成裝置和服務器之間的報文傳輸，實現遙信、遙測、遙調、遙控等功能。同時還提供了GPRS模塊、方便遠距離無線通信功能的實現。

3.2 繼電保護測控裝置抗干擾設計

微機繼電保護裝置是一個電路和結構都非常復雜的裝置，其主要電路部件均采用中大規模和超大規模的集成電路器件，雖然這些器件在其它領域中的大量實踐已表明其損壞率是很低的，但由于繼電保護裝置是在強電磁環境中長期連續工作，并且責任重大，對萬一出現的元器件損壞仍需考慮對策；而且除了起主要作用的數字部件外，還有為數不少的模擬元器件，所以提高元器件可靠性的措施應考慮數字部件和模擬元器件兩個方面。

微機保護裝置特有的工作方式和很強的處理能力為實現自動檢測提供了方便。對裝置中平時工作在“靜態”的部件，如出口驅動電路、出口繼電器等，由于微機保護中這部分的電路比較簡單，制造時容易保證其較高的可靠性，同時還可以利用微機的超強處理功能對其進行定時功能檢查；對裝置中平時工作在“動態”的核心部件，如DSP、MCU、A/D轉換器、Flash、FRAM、CPLD等等，無論電力系統有無故障，這些硬件都處在同樣的工作狀態中，也就是說，總在不停地進行數據采集、傳遞、運算和判斷，因此元器件損壞會及時表現出來；同時，由于有了DSP和MCU這些“智能”部件，可以“主動地”去查找和發現問題，使得微機保護裝置可以具有完善的自動檢測功能。