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篇（1）

1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。

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.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwith

DirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.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

6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBus

篇（2）

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（3）

2電網系統中對繼電保護自動化技術的具體運用分析

2.1繼電保護自動化技術對線路的接地保護

對于電力系統自動化保護裝置，從線路接地的不同設置上來說，有兩種不同的方式。第一種是要保證電路出現問題時，第一時間將電源切斷，從而保障電路整體的安全性，這種是在大電流情況下實施的保護措施，因此被稱為大電流型接地保護電路。而另一種則是要保證在電路出現小問題時，及時發出預警信號，使相關人員能夠盡快維修，這種電路主要針對小電流經過情況下實施的保護措施，也被成為小電流型接地保護電路。當電力系統電路粗線出現問題時，采取一定的措施，可以在短時間內，促使電路恢復正常運轉。以下三種為比較常見的情形：（1）零序電壓。在正常的電路系統中不存在零序電壓情況，電力系統的三個電壓屬于對稱關系，且每一個系統都相互獨立。但當電路出現問題時，零序電壓會在電路中出現，保護裝置將在這種情況下，則會對系統發出預警信號，并自動完成電壓降低工作，使得維修人員能夠及時根據電壓情況確定故障來源。（2）零序電流。電路出現問題時，零序電壓的產生，會引發零序電流的升高。此時，保護裝置會自動斷開電源，最大限度的保護整個電路。（3）零序功率。零序電流的升高范圍，隨著故障的出現而保持相對穩定性，此時的零序功率會自動改變方向，這樣就能夠確保裝置，有效預測整個電路的故障，并給予相應的保護。

2.2繼電保護自動化技術對變壓器的保護

變電器在電力系統中扮演著重要角色，其能夠改善電力系統的運行狀態，達到穩定運行的目的，同時強化電力系統的運行安全性，防止電力事故的發生。

2.3技術是影響變壓器的關鍵性因素

（1）變壓器接地保護。電壓器的種類有兩種，分別為接地和不接地。對于第一種可以通過零序電流對其進行保護。而第二種則通過零序電壓進行保護。（2）變壓器瓦斯保護。變壓器在應用的過程中存在一定的危險性，尤其是絕緣材料、油料等易被分解的物質，在具體應用過程中一旦受到電弧影響，就會產生危害人體健康的氣體。所以需要建立預警系統一旦油箱受到危害，產生毒氣，就應立即斷電，同時發出預警信號。（3）變壓器短路保護。短路是變壓器常見問題之一，在實際工作過程中，一旦出現短路現象，就會造成變壓器工作停滯，進而影響整個電力系統。因此變壓器應提前做好應對工作，采用電流繼電器保護變壓器不受短路的影響。在對變壓器進行阻抗保護時，主要依靠阻抗元件的作用，在運轉到達限制時間后，變壓器就可以自動斷電，避免發生短路現象。

篇（4）

電能是一種即發即用、便于傳輸、使用的清潔能源。我國電力工業發展速度2000年全國發電量為1368．5TWH發電裝機容量達到319GW，居世界第二位。電氣化水平也得到了極大提高。電能已經成為我國各方面建設及人們生活中不可缺少的能源。電能的使用已遍及各行各業。如：電能用于金屬熔煉、焊接、切割及金屬熱處理，用于電解、電鍍及電化加工，電能還用于運輸工業、醫療及農業灌溉等。現在，電能正愈來愈多地用來改善居住環境等。

1接地方式

長期以來，電力安全運行及正確使用電能一直是人們關心的問題，而配電系統的正確接地及有效保護技術又是安全利用電能的重要方面。

電力系統中，有兩種接地方式，即中性點直接接地（亦稱大電流接地系統），另一種是中性點不接地（或經消弧線圈接地，亦稱小電流接地系統）。在110kV及以上的高壓或超高壓電力系統中，一般采用中性點直接接地，這是為了降低高壓電器設備的絕緣水平，也可以防止在發生接地故障后產生的過電壓，可免除單相接地后的不對稱性。這種接地方式下，接地故障所產生的零序電流足夠使繼電保護靈敏動作，所以保護可靠。

中壓配電系統一般中性點不接地，所以，一旦發生單相接地故障，系統還能在不對稱方式下運行二個小時。但是地下電力電纜大量使用及城市用電負荷急增，不少地方已開始采用中性點接地方式。

對380／220V的低壓配電系統，除某些特殊情況外，絕大部分是中性點接地系統，其目的是為了防止絕緣損壞后運行人員遭受觸電的危險。

這里舉一例說明（見圖1），低壓三相四線制變壓器二次側中性點經接地，電氣設備外殼不接地。當外殼帶電時，有人觸及外殼，此時流過人體的電流為：

Iren＝

式中：ux——相電壓（V）

rren——人體電阻（Ω）

r0——接地裝置電阻（Ω）

由于r0＜＜rren≈1500Ω，則Iren≈≌0．147A，結果遠大于安全允許值。

2漏電保護器

國家標準GB16917．1—97《家用或類似用途帶過電流保護的剩余電流動作斷路器的一般要求》等標準規定，漏電保護器可分：

（1）漏電動作開關（僅有漏電保護的保護器）；

（2）漏電動作斷路器（帶過載、短路和漏電三種功能保護器）；

（3）漏電繼電器（僅有漏電報警功能的保護器）。

2．1保護器的工作原理

漏電保護是一種電流動作型漏電保護，它適用于電源變壓器中性點接地系統（TT和TN系統），也適用于對地電容較大的某些中性點不接地的IT系統（對相－相觸電不適用）。

漏電保護器工作原理見圖2。三相線A，B，C和中性線N穿過零序電流互感器，零序電流互感器的副邊線圈接中間環節及脫扣器。

在正常情況下（無觸電或漏電故障發生），由克氏電流定律知道：三相線和中性線的電流向量和等于零，即：

＋＋＋＝O

因此，各相線電流在零序電流互感器鐵芯中所產生磁通向量之和也為零，即：

＋＋＋＝0

當有人觸電或出現漏電故障時，即出現漏電電流，這時通過零序電流互感器的一次電流向量和不再為零，即：

Δ＋＋＋≠0

零序電流互感器中磁通發生變化，在其副邊產生感應電動勢，此信號進入中間環節，如果達到整定值，使勵磁線圈通電，驅動主開關，立即切斷供電電源，達到觸電保護。

2．2漏電保護器性能參數說明

2.2.1額定漏電動作電流（In）

它是指在規定條件下，漏電保護器必須可靠動作的漏電動作電流值。國家標準（GB6829—86）規定為0．006、0．01、0．015、0．03、0．05、0．075、0．1、0．2、0．3、0．5、1、3、5、10、20A計15個等級，在0．03A（30mA）以下為高靈敏度，0．03～1A為中靈敏度，1A以上為低靈敏度。

2.2.2額定漏電不動作電流（In0）

這是為防止漏電保護器誤動作的必需技術參數，即在電網正常運行時允許的三相不平衡漏電流。國家標準規定In0不得低于In的1/2。

2.2.3漏電動作分斷時間

動作時間是從突然施加漏電動作電流開始到被保護主電路完全被切斷為止。為達到人身觸電時的安全保護作用和適應分級保護的需要，漏電保護器分快速型、延時型及反時限型三種。

2.2.4靈敏度α

一般漏電信號電流不可能很大，又要保證人身安全，我國規定的30mA信號電流可直接接觸保護，國外可小到6mA。

漏電互感器的靈敏度由下式表示：

α＝

式中：

E——副邊繞組中感應電動勢模；

I——一次漏電流的模。

α反應了漏電互感器對漏電流的反應能力。根據電磁感應原理計算得到：

＝1／

采取加大鐵芯截面積，增加匝數N1，可以增加勵磁阻抗Zm，及增加負載阻抗ZL，則可以得到高的靈敏度。3低壓配電系統的接地

3．1三種接地系統

在我國的《民用電氣設計規范》（JGJ／T16—92）標準中將低壓配電系統分為三種，即TN、TT、IT三種形式。其中，第一個大寫字母T表示電源變壓器中性點直接接地；I則表示電源變壓器中性點不接地（或通過高阻抗接地。第二個大寫字母T表示電氣設備的外殼直接接地，但和電網的接地系統沒有聯系；N表示電氣設備的外殼與系統的接地中性線相連。

TN系統：電源變壓器中性點接地，設備外露部分與中性線相連。

TT系統：電源變壓器中性點接地，電氣設備外殼沒有專用保護接地線（PE）。

IT系統：電源變壓器中性點不接地（或通過高阻抗接地），而電氣設備外殼沒有專用保護接地線（PE）。

3．2TN系統

電力系統的電源變壓器的中性點接地，根據電氣設備外露導電部分與系統連接的不同方式又可分三類：即TN—C系統、TN—S系統、TN—C—S系統。下面分別進行介紹。

3.2.1TN—C系統（見圖3）

其特點是：電源變壓器中性點接地，保護零線（PE）與工作零線（N）共用。

（1）它是利用中性點接地系統的中性線（零線）作為故障電流的回流導線，當電氣設備相線碰殼，故障電流經零線回到中點，由于短路電流大，因此可采用過電流保護器切斷電源。TN—C系統一般采用零序電流保護；

（2）TN—C系統適用于三相負荷基本平衡場合，如果三相負荷不平衡，則PEN線中有不平衡電流，再加一些負荷設備引起的諧波電流也會注入PEN，從而中性線N帶電，且極有可能高于50V，它不但使設備機殼帶電，對人身造成不安全，而且還無法取得穩定的基準電位；

（3）TN—C系統應將PEN線重復接地，其作用是當接零的設備發生相與外殼接觸時，可以有效地降低零線對地電壓。

3.2.2TN—S系統（見圖4）

整個系統的中性線（N）與保護線（PE）是分開的。

（1）當電氣設備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護器切斷電源，如果線路較長，可在線路首端裝設RCD，靠它切斷故障電流；

（2）當N線斷開，如三相負荷不平衡，中性點電位升高，但外殼無電位，PE線也無電位；

（3）TN—S系統不必重復接地，因為重復接地后對N線斷后保護設備作用不明顯；

（4）TN—S系統適用于工業企業、大型民用建筑。

3.2.3TN—C—S系統（見圖5）

它由兩個接地系統組成，第一部分是TN—C系統，第二部分是TN—S系統，其分界面在N線與PE線的連接點。

（1）當電氣設備發生單相碰殼，同TN—S系統；

（2）當N線斷開，故障同TN—S系統；

（3）TN—C—S系統中PEN應重復接地，而N線不宜重復接地。

PE線連接的設備外殼在正常運行時始終不會帶電，所以TN—C—S系統提高了操作人員及設備的安全性。

3．3TT供電系統（見圖6）

如圖6，電源中性點直接接地，電氣設備的外露導電部分用PE線接到接地極（此接地極與中性點接地沒有電氣聯系）。

（1）當電氣設備發生相碰殼接地，環路阻抗Z＝ZL＋ZPE＋Zf＋RA＋RB

式中：

ZL——相線阻抗；

ZPE——PE線阻抗；

Zf——相線與外殼間接觸電阻；

ZA——用電設備接地電阻；

ZB——電源中性點接地電阻。

由于ZL、ZPE、Zf很小，可忽略，接地電流：

Id＝＝

按JGJ／T16—92標準規定RA·I＇d≤50V，及I＇d＝

U——相電壓；

I＇d——為低壓斷路器瞬時或延時過電流脫扣整定值（A）；

Id——單相短路電流（A）。

RA≤（15／29）·RB

如果RB≤4Ω，則：RA≤·RB＝2．07Ω；接地電阻的要求極其苛刻，較難實現，因此一般要求RA取值范圍為4Ω～10Ω。

如果RA≤4Ω，則Ia≈12．5A。

由RL1型熔斷器特性曲線與自動開關保護特性曲線得到的保護裝置允許最大整定值列于下表。

由表可知RA≤4Ω時，熔斷器熔體的額定電流Ie≤4A或Ie≤2A，而低壓斷路器瞬時動作整定值Ie≤11A才能保證在規定時間內切斷故障回路。在工程上，這么小的整定值是沒有實際意義的，另外，容量較大的分支負荷或支路負荷也無法采用熔斷器或自動開關作這種TT接地系統的保護電器，因此要采用RCD保護電器。

（2）TT系統在國外被廣泛應用，在國內僅限于局部對接地要求高的電子設備場合，如果在負荷端和首端裝設RCD而干線末端裝有斷零保護，則可適用于農村居住區、工業企業及分散的民用建筑等場所。

3．4IT系統

電力系統的帶電部分與大地間無直接連接（或經電阻接地），而受電設備的外露導電部分則通過保護線直接接地（如圖7）。

圖7（a）配電中性點與地絕緣；圖7（b）配電中性點經電阻（阻抗）接地；圖7（c）配電中性點經阻抗接地而設備外露導電部分接到電源的接地體上。

下面分析發生單相短路故障時的情況這里只論述圖7（b）。在發生第一次接地故障時。

Id≤U／（Z＋RA＋RB＋ZL＋Zf）

式中：

Z——配電系統中性點的阻抗

RA——用電設備的接地電阻，一般RA≤4Ω

RB——配電設備中性點的接地電阻，一般RB≤4Ω

U——電源相電壓，220V

ZL——相線電阻

Zf——相線與外殼之間接觸電阻

ZL、Zf數值很小，略去不計。按IEC標準，Z的阻抗推薦5倍于相線電壓數值，

Z＝5×2201000Ω

Id≤220／（1000＋4＋4）＝0．218（A）

設備外露部分的電壓：Uf≤Id·RA＝0．218×4＝0．872V，這個電壓不會造成觸電傷害，因此第一次出現這種情況，不用切斷電源，而是發一個聲光告警。

在發生第二次接地故障時（圖8），M1設備的L3相接地，M2設備的L2相接地時，必須滿足RA·Ia≤50V及RC·IC≤50V，式中Ia、IC分別為M1，M2保護器的動作電流。

在一般情況下，RA＝RC＝4Ω，則Ia＝Ic≈50V／4Ω＝12．5A；如果采用熔斷器或空氣斷路器作保護時，IT系統只能提供小容量負荷。如果采用RCD，則IT系統可以提供較大負荷量。4漏電保護器的配置

4．1漏電保護器的配置技術

一般僅有一級保護，額定動作電流In≤Vr／Rs。式中：Vr——安全觸電電壓，特別潮濕場所為2．5V，潮濕場所取25V，而干燥場所取56V；Rs為設備外露導電部分接地電阻。

如果有二級保護，圖9表示了兩級保護的動作時間和動作電流的配合關系。其第一級的目的是為了防止人身間接接觸觸電，被保護電網面積大負載電流大，通常150kVA變壓器總出線電流216A，動作電流取100～300mA，而動作時間為0．2s以上；其第二級的目的是防止直接接觸觸電事故，被保護電網覆蓋小，動作電流選30mA，動作時間≥0．04s。

如果多級漏電保護時，多級漏電保護In1≥3In2t1≥tfd，式中，In1是上一級，In2為下一級RCD額定動作電流，tfd為上一級RCD可返回的時間；tfd為下一級RCD分、合斷時間。

如果要采取三級保護，則（1）末線路端用電設備In＝30mAt≤0．1s；（2）分支路選擇RCD，取In＝100mAt≤0．3s；（3）干線選擇In＝300mAt≤1s。

4．2安裝漏電保護器的注意事項

（1）漏電保護器能否正常工作，它與接地方式及安裝方式有很大關系。這里僅舉一例說明In＝100mAt≤1s。

由于兩個漏電保護器出線后的線路混用（見圖10），而造成兩個漏電保護器不能同時供電。

圖中，由于臨時將照明燈泡跨接在兩個漏電保護器出線后的相線與中性線之間，它是跨接在2LDB中的相線與的1LDB中性線之間，當燈泡亮后，其相線電流流經2LDB和1LDB回到中線，很明顯2LDB使出現不平衡電流，1LDB中也出現差流，從而2LDB和1LDB一起動作，切斷了電源，因此造成兩個回路都無法正常工作。

（2）安裝漏電保護器時，一定要注意線路中中性線的正確接法，即工作中性線一定要穿過漏電電流互感器，而保護中性線決不能穿過漏電電流互感器，如圖4—（a）（即TN－S系統）。5結論

篇（5）

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

篇（6）

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。

二、環境條件影響的差異

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、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。

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。

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。

三、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（7）

中圖分類號:TP391文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)19-5381-02

繼電保護裝置是一種利用電磁感應原理而發展起來的電力系統保護裝置,隨著電子技術和網絡通信技術的飛速發展,目前已經發展到微機型階段,并且利用軟件技術可以實現由軟件技術驅動硬件而實現微機繼電保護,這就是目前研究很熱的技術――基于虛擬儀器技術的繼電保護系統。利用虛擬儀器技術實現的微機繼電保護裝置,具有傳統微機繼電保護裝置所不具備的優勢,例如控制更加安全可靠等。

本論文主要將虛擬技術應用于微機保護實驗系統,擬對基于虛擬儀器技術的微機保護系統進行開發,并從中找到可靠有效的微機保護實驗方法與建議,并和廣大同行分享。

1 微機繼電保護概述

1.1 微機繼電保護的基本構成

微機繼電保護裝置,其基本結構構成與普通的電力保護裝置一樣,也是有硬件和軟件兩大部分構成。硬件部分主要由數據采集系統、數據處理系統及邏輯判斷控制模塊等幾個部分構成,主要由數據采集模塊負責對電力系統的相關電參數實現檢測與采集,并將數據傳送至數據處理系統,數據經過運算之后,由邏輯判斷控制模塊調用軟件控制程序,并發出相應的控制信號,驅動保護裝置執行保護動作,從而實現電力繼電保護的功能。

隨著集成電子電路技術的發展,目前發展的微機型繼電保護裝置,其硬件系統主要由CPU(微處理器)主機系統、模擬量數據采集系統和開關量輸入/輸出系統三大部分組成,盡管結構構成已經發生一定變化,但其實實現繼電保護的基本原理仍是一樣的,由模擬量數據采集系統負責相關保護參數的采集,微機繼電保護裝置是以微處理器為核心,根據數據采集系統所采集到的電力系統的實時狀態數據,按照給定算法來檢測電力系統是否發生故障以及故障性質、范圍等,并由此做出是否需要跳閘或報警等判斷。

1.2 微機繼電保護裝置的特點

微機保護與常規保護相比具有以下優點:

1) 微機繼電保護裝置主要由微處理器為核心而構成的硬件系統,因此借助于現代功能強大的微處理器,微機型繼電保護裝置可以實現一定程度的智能化。

2) 相比于傳統的機械式硬件實現的硬件保護裝置,微機型繼電保護裝置能夠依靠數據采集模塊實現對相關參數的檢測與采集,整個過程實現數字化流程,這就為繼電保護裝置的控制功能的穩定性、可靠性提供了技術條件;另一方面,依靠微處理器內部的軟件程序,微機繼電保護裝置能夠進行周期性自檢,一旦發現自身硬件或者軟件發生故障,能夠立即實施報警,從而保障了繼電保護裝置功能的可靠性。

3) 傳統的機械式硬件實現的硬件保護裝置,其保護功能較為單一,僅僅是實現基本的保護功能,動作依靠一次性機械元件完成,一旦該部件發生故障,則整個繼電保護裝置無法工作;而微機型繼電保護裝置除了能夠利用弱電驅動控制實現繼電保護的功能外,還能夠依靠數據采集系統對整個電力系統的相關電力參數都實施監測與采集,通過程序的分析,實現對電力系統整體性能的檢測,保護功能大大豐富。

4) 傳統的機械式硬件實現的硬件保護裝置,其功能調試復雜,工作量大,而且極容易造成內部晶體管集成電路的失效,而現代微機繼電保護裝置,依靠內部的核心微處理器,能夠開發專用的人機交互系統,利用人機交互系統實現繼電保護裝置的調試,簡單易行,還可以自動對保護的功能進行快速檢查。

5) 利用微機的智能特點,可以采用一些新原理,解決一些常規保護難以解決的問題。例如,采用模糊識別原理或波形對稱原理識別判斷勵磁涌流,利用模糊識別原理判斷振蕩過程中的短路故障,采用自適應原理改善保護的性能等。

2 基于虛擬儀器的微機保護實驗系統開發設計

2.1 總體結構設計

本論文探討的是基于虛擬儀器技術的微機繼電保護系統,因此首先面臨選擇合適的虛擬儀器開發平臺的問題,這里選擇基于G語言的LabView開發平臺是目前國際最先進的虛擬儀器控制軟件,集中了對數據的采集、分析、處理、表達,各種總線接口、VXI儀器、GPIB及串口儀器驅動程序的編制。基于虛擬儀器的微機繼電保護裝置系統,是利用虛擬儀器開發平臺,構建虛擬的微機繼電保護裝置,實現完整的微機繼電保護裝置的全部功能,并對設計的虛擬繼電保護裝置進行評估和改進,從而完成微機繼電保護系統設計的一種設計手段。

利用虛擬儀器技術進行微機繼電保護系統的開發設計,從具體設計流程來說,主要從以下幾個環節入手進行總體結構的設計:

根據微機繼電保護系統的設計目標、設計功能,列出所需要的相關硬件,構建整體微機繼電保護系統結構框架;另一方面,盡量采用模塊化的開發設計模式,將微機繼電保護系統按照不同的功能環節,設計各功能模塊之間的結構關系。

如下圖所示,是本論文所探討的利用虛擬儀器平臺所開發的微機繼電保護系統結構原理圖。這種方式既便于模塊的單獨調試,節省系統開發周期,又便于系統功能的改變,使系統具有更強的移植與升級功能。

如圖1所示,基于虛擬儀器技術的微機保護系統結構主要由一次系統、轉換模塊、數據采集模塊、保護測量模塊及保護決策軟件系統等幾部分構成,一次系統主要負責面向電網系統模擬設置合適的傳感器,將相關擬生成電網的二次側電壓、電流信號,信號經過轉換、調理電路變換成符合要求的-5V～+5V模擬信號送數據采集模塊,數據采集模塊主要由DAQ數據采集卡構成,能夠自動將模擬產生的模擬電壓信號進行A/D轉換,并進行初步的數據處理轉換再傳送給以虛擬微處理器為核心的保護決策模塊,最終將生成的繼電保護控制決策信號輸出到保護策略模塊,最終實現微機繼電保護系統的功能。

2.2 數據采集模塊的設計與實現

本文中微機實現的繼電保護實驗系統輸入信號來源于繼電保護測試儀,根據保護系統測試輸入信號的特點,本論文采用數據采集卡來負責數據的采集與高速傳輸。

2.2.1 數據采集卡的選擇

要實現基于虛擬儀器技術平臺的微機繼電保護系統,一次系統在完成相應電力系統電參數的傳感檢測之后,數據采集模塊要能夠按照微機繼電保護系統的功能于設計要求實現相應數據的轉換與采集,因此,數據采集卡的選擇成為整個微機繼電保護系統保護功能實現的關鍵。目前的數據采集卡,主要有12位或16位的DAQ數據采集卡,在具體決定選用12位還是16位的DAQ設備時,主要從采集精度和分辨率這兩個指標考慮,可以由給定的系統精度指標衡量出DAQ卡需要的整體精度。

在本論文中,這里選取PCI-1716數據采集卡。PCI-1716是研華公司的一款功能強大的高分辨率多功能PCI數據采集卡,它帶有一個250KS/s16位A/D轉換器,1K用于A/D的采樣FIFO緩沖器。PCI-1716可以提供16路單端模擬量輸入或8路差分模擬量輸入,也可以組合輸入。它帶有2個16位D/A輸出通道,16路數字量輸入/輸出通道和1個10MHz16位計數器通道。PCI-1716系列能夠為不同用戶提供專門的功能。

2.2.2 虛擬數據采集程序的實現

在選擇了數據采集卡硬件設備之后,需要借助于虛擬儀器平臺為整個系統設計虛擬護具采集程序。在具體進行設計時,由系統內部虛擬程序產生數據采集卡鎖需要的相應信號,具體來說就是CT、PT信號,因此,在具體編程時,首先將CT、PT信號傳輸至相應的濾波器,LabVIEW提供了各種典型的濾波器模塊,根據需要可以設置成低通、高通、帶通、帶阻等類型的濾波器;其次,將經過數據濾波處理之后的數據進行輸出。數據采集模塊的程序如圖2所示。

2.3 微機保護模塊的設計與實現

既然在數據采集模塊之后需要進行數據的濾波,盡管LabVIEW提供了各種典型的濾波器模塊,但是仍然需要借助于虛擬濾波模塊設計專用的濾波算法,而且在微機繼電保護系統中,對電力系統的繼電保護功能的實現,主要是由相應的濾波保護算法實現的,因此有必要為虛擬微機電力保護系統設計濾波保護算法程序。

本論文采用如下的設計方法對濾波保護算法進行設計:

1) 利用LabVIEW自帶的濾波器進行數據的排序濾波。

2) 按照系統保護功能所需要的數據頻帶,設置相應的低通、高通、帶通、帶阻等燈濾波保護功能。按照上述方法,基于虛擬儀器平臺的微機繼電保護系統,其濾波器輸入得到的數據序列,多數是傳感器采集到的電參數,如電壓和電流,而電壓和電流數據是離散的數字量序列,其中包含了大量的諧波干擾信號,因此有必要進行濾波。在本論文中,采用了二級濾波保護算法,即分別進行前置濾波和后置濾波,實現對數據的二級濾波保護,從而提高整個微機繼電保護系統的穩定性和可靠性。前置濾波模塊如圖3所示,后置濾波模塊如圖4所示。其中前置濾波模塊提供了差分濾波器、積分濾波器、級聯濾波器、半波和1/4周波傅立葉濾波器、半波和1/4周波沃爾氏濾波器,可以根據需要自行選擇;后置濾波模塊提供了平均值濾波器、中間值濾波器,也可以自由選擇。

3 結束語

利用虛擬儀器技術進行微機繼電保護裝置系統的設計開發,能夠很好的避免了實物硬件開發設計所帶來的周期較長、調試較復雜以及成本較高等劣勢,所有的開發設計任務全部在虛擬儀器平臺上完成。本論文將虛擬儀器技術應用到了微機保護裝置的設計,對于進一步提高微機繼電保護裝置的可靠性與穩定性具有優勢,同時借助于虛擬儀器技術的開發,能夠更好的實現電氣繼電保護功能的完善與提升。

參考文獻:

[1] 李佑光,林東.電力系統繼電保護原理及新技術[M].北京:科學出版社,2003.

[2] 王亮,趙文東.微機繼電保護的現狀及其發展趨勢[J].科技情報開發與經濟,2006,16(18):150-151.

篇（8）

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：

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[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）.

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Abstract: With the development of electric power technology and the scale of the network’s rapid development and the popularization and application of microcomputer protection, setting calculation of relay protection work should also gradually increase. In order to promote the stable development of relay protection work, so as to ensure the safe and stable operation of power grids. According to relevant regulations, combined with the actual production and operation of power grid relay protection management in the existing problems, and puts forward some measures for improvement.

Key words: power system; relaying protection; setting management

中圖分類號： 文獻標識碼： A文章編號：2095-2104（2012）01-0020-02

當前電網繼電保護整定管理存在的問題

繼電保護從業人員配置方面的問題

繼電保護整定計算人員作為繼電保護整定工作的具體實施者，其工作經驗、專業技能及綜合素質等都會對工作效率產生直接的影響。因此，我們對繼電保護工作的管理首先應該從人員管理著手。繼電保護人員的現狀如下：第一，有些縣級供電公司未能配備專職的繼電保護整定計算人員，且從業人員的技術水平參差不齊，加之工作人員頻繁變動，從而難以確保繼電保護整定計算工作整體水平的持續發展；第二，整定計算原則以及整定計算過程中的問題。不同的整定計算人員所進行的整定計算過程是有區別的，在整定計算過程中因為所選擇的整定原則和選用的技術參數都存在著個別的差異，最終會導致計算結果也不盡相同。

基礎資料方面的問題

2.1.未能構建一套完整的設備缺陷歸檔管理機制。在保護專項檢查以及保護裝置驗收中發現有些保護裝置或二次回路總會存在一定的缺陷，例如現場的試驗結果同裝置所顯示的跳閘矩陣控制字不一致，個別的回路功能不能正常運行甚至還會出線未接線的情況，另外，有些工作人員只通過口頭形式傳達資料信息，未曾整理書面資料建立存檔。

2.2.在新建、改建、擴建工程中，工程管理單位不能按照規程規定按時給整定計算部門提供相關的資料，即便提供了也會時常出現誤報、漏報的現象，這樣，整定計算工作任務就不能按時、按計劃開展完成，從而影響了繼電保護定值計算的時效性，在一定程度上也影響到定值單的按時發放以及工程的按時投運，同樣也給安全生產造成了一定的隱患。

2.3.沒有及時更新二次設備資料檔案，致使錯、漏缺陷普遍存在。例如工程項目要進行更改卻沒有設計變更說明，改建或擴建工程的竣工資料不完整、所存的說明書以及圖紙資料等不是當前的有效版本、在工程項目竣工移交資料環節方面未能進行有效的技術管理監督。

2.4.保護裝置的更新換代或版本升級速度較快，過去一些老版本的保護裝置不能與之銜接，這將嚴重束縛了繼電保護人員在整定計算工作或保護裝置調試中的創造性思維。

電網繼電保護整定管理問題的改進措施

專業人員對工作熟悉程度的改進措施

根據電網結構、運行方式及繼電保護裝置的配置情況，編寫并制定相關的繼電保護運行管理規程；結合年度電網運行方式、保護配置、時限配置、整定計算原則，及時編制繼電保護整定方案說明書，用于日常工作中繼電保護整定計算人員的培訓和整定計算工作核查。同時，也可用于調度員在日常工作中準確分析判斷故障的理論參考依據；還可作為不同電網結構時期的保護整定計算文獻資料，為今后整定計算人員特別是新上崗的保護工作人員日常開展工作提供理論性指導。

基礎資料方面的改進措施

首先對整定計算資料的上報和所報資料的準確性以及資料的規范化進行相應的整合管理，制定出切實可行的業務流程及管理考核制度，使相關部門充分明確各自的職責，從而保證上報資料的正確性；同時也為整定計算人員能夠如期實施開展工作提供相應的技術保證。其次，在保護定值執行過程中，特別是在繼電保護年度檢驗及定期檢驗工作中，將已執行的保護定值通知單與現場進行嚴格核對，把檢查中所發現的問題與缺陷及時回知到繼電保護相關部門，以便于保護人員及時整改解決。

加強電網主保護的配置

在實際生產運行中，遇有特殊的運行方式，如因為設備損壞、人為或自然災害等原因造成的電網大面積停電事故，會直接給社會和電網造成不可估量的嚴重后果。此時就要靠電網的主保護發揮積極的作用，利用電力系統繼電保護及自動裝置快速可靠的將故障點切除，使電網能夠盡快恢復正常供電，保證電網安全穩定運行，使人們的工作生活盡快恢復正常。因此，從業人員對電網主保護的配置選型、整定計算、運行維護等工作要重點加強，達成共識，以利于繼電保護及自動裝置在電網運行中發揮更好的作用。

3.1.加強主保護通道形式的構建

光纖通道有著良好的抗干擾性能，且通道有著穩定可靠的傳輸質量，所以，近些年來被廣泛地運用于繼電保護當中。首先，光纜路由通道至少采用一路點對點路由；其次，積極運用載波機并以此來代替保護專用收發信機方式，在使用載波機的過程中應該采用相相耦合的方式；第三，為了確保保護裝置不會受到錯誤的光纖通道接線的影響，所以建議對光線電流差動保護裝置進行地址編碼功能的增設，這樣一來，即使保護裝置不同，而在電網中卻具有唯一性。

3.2.全線速動的主保護配置雙重化

因為保護裝置需要進行定期檢查試驗，而且時常會有故障發生，所以，為了保證電網能夠安全、可靠、穩定的運行，務必要實現主線保護雙重化：

第一，所設置的兩套全線速動主保護要同時具有完整性與獨立性；第二，兩套主保護的電壓回路、交流電流以及直流電源之間應該是相互獨立的；第三，所設置的主保護能夠隨時切除全線路所發生的各種類型故障；第四，為了促進三相跳閘以及分相跳閘的實現，每套主保護應該設有獨立選相功能；第五，所設立的兩套全線速動主保護裝置應該有其各自的遠方信號傳輸設備；第六，斷路器有兩組跳閘線圈，因此每套主保護應該各自承擔一組跳閘線圈的啟動。

4.合理簡化后備保護

1.取消零序Ⅰ、Ⅱ段的可行性

在正常情況下，零序Ⅰ段的保護范圍可以達到全線的百分之七十至百分之八十左右。然而，如遇到系統方式發生改變，零序Ⅰ段的保護范圍也會因此受到影響，很可能會極大的縮短，不僅無法達到70%，有時候甚至還達不到10%。但是，接點距離Ⅰ段可以有效控制保護范圍在70%左右，基本上不會因系統方式變化而受到影響。同時，實測參數在整定計算中也尤為重要，沒有實測數據，用設計參數進行理論計算得出的結果不是很精確，會直接影響到保護裝置動作的快速性及靈敏性。但是，在實際工作中往往不盡人意，整定計算人員通常不能及時收集到實測參數；因為考慮到基建工程的按時投運不受影響，部分已投運的舊線路無實測數據等因素，只有利用設計參數進行預算，計算過程中需要通過調整可靠系數來防止零序保護的誤動與拒動，然而可靠系數的取值較難把握，因此，計算得出的結果也不是很精確，會直接影響到零序保護的靈敏度。另外，就四段式的零序保護而言，對于220kv及以上電壓等級線路的保護，零序I段可以用壓板或控制字來直接投退，而大部分裝置零序Ⅱ保護沒有設置保護壓板投退功能，所以只能靠整保護定值的取值來完成零序Ⅱ的投退。

對距離Ⅱ段的配合加以改善

依據整定計算的原則，距離Ⅱ段應該考慮本線路末端所發生金屬短路故障有足夠的靈敏度以及與相鄰線路距離Ⅰ段保護的配合來進行整定，如果其與距離Ⅰ段無法進行有效配合則選取與相鄰距離Ⅱ段保護配合整定。在當前每套全線速動保護及電網加強型主保護功能完整的情況下，帶延時的相間保護與接地距離Ⅱ段無法與相鄰線路距離Ⅰ段進行有效配合，應該采取與相鄰線路的縱聯保護相配合的措施，以此促使動作時間的整定配合能夠進一步被簡化，從而促進了整定計算配合條件的改善。

總之，不論是電網繼電保護的配置同運行問題的分析還是整定計算的原則問題，均應該給予主保護的加強來進行后備保護基本原則配置與整定的簡化，同時，還需促進繼電保護標準化、規范化管理工作，從而推動工作效率的提高，最終以確保電網運行的安全性與穩定性。

【參考文獻】

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2. 許小舟 電力系統繼電保護仿真研究[期刊論文]-化學工程與裝備2008(4)

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中圖分類號：TM7文獻標識碼：A 文章編號：1009-0118（2011）-12-0-02

社會的進步帶動了經濟的高速發展，經濟的發展又提高了人們的生活水平，而伴隨著人們生活水平的不斷提高，人們的用電量有了很大的提升，人們對于電的要求也日益增加。我國電網如異軍突起，發展強大。在電網發展的同時，繼電保護技術也隨著電網的發展而發展著，繼電保護從過去的晶體管繼電保護、集成電路繼電保護，再到后來的微機繼電保護時代，已經走過了六十多個年頭。但隨著計算機技術、電子技術和通信技術的快速發展，電力系統對繼電保護的要求也越來越高，繼電保護向保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化發展是必然的趨勢，下面筆者就繼電保護系統故障的專家診斷進行了簡要的分析。

一、繼電保護故障專家診斷的作用

所謂的繼電保護就是當電力系統發生故障時，能迅速、準確的自動切除故障，保證電力系統的穩定、安全運行。

繼電保護在電力公司日常工作中占有重要地位，它是建立在設備狀態評價這一基礎之上的，而設備狀態評價主要包括壽命預測、可靠性評價以及故障專家診斷。在進行設備狀態評價以后，電力公司要把設備狀態以及分析診斷結果作為繼電保護的根據，安排好檢修項目和檢修時間，對于電力系統和設備進行主動的檢修。由于電力系統中的電氣設備在一般情況下都是按照規定的時間進行檢修，這個固定的檢修時間被我們稱為“檢修期”，而在檢修期對電力系統中的電氣設備所進行的檢修主要包括電力系統中電氣設備的維護、試驗以及調試。對于電力系統中的電氣設備進行檢修的時間是一個周期，這個周期是固定不變的，周期可能是一年也可能是幾年。

繼電保護故障專家診斷有利于加強有關專家及時、便捷地了解電力系統設備的狀態，因為繼電保護的故障專家診斷能夠使電力專家在辦公室里隨時的瀏覽整個管變電站中任何一臺電氣設備的歷史狀態和當前狀態，繼電保護的故障專家診斷作用不止包括這一點，它還能夠使電力專家迅速的對電氣設備的未來處于什么狀態進行及時的預測。對于其檢測出來的電氣設備存在的隱患，電力專家可以在網上進行遠程診斷，在網上遠程診斷中，有關電力專家會對存在故障隱患的電氣設備進行診斷，且會做出對該電氣設備是否進行維修以及何時進行維修、怎樣維修等等問題的決策，這就為電氣設備維修提供了平臺。

二、繼電保護故障專家診斷主要內容

繼電保護故障專家診斷的實踐主體是設備制造廠，繼電保護的故障專家診斷內容應該包括省、市級電力專家對故障專家診斷分析的系統平臺、通信通道以及變電站的現場元件這3個部分，筆者現對這3個故障專家診斷內容進行分析。

（一）繼電保護故障專家診斷分析的系統平臺

繼電保護故障專家診斷分析的系統平臺的主體就是電力專家，這些電力專家都是省級和市級以上的專家，繼電保護故障專家診斷分析的系統平臺就是這些省級和市級以上的電力專家分析的系統平臺，他們通過一種現代的管理方式進行管理程序的編寫，這種現代的管理方式是通過對相關單位的實際管理方式進行采集來實現的，而編寫管理程序是指專家們對一些大眾化的程序進行管理程序編寫，在進行編寫以后會進行資源共享和狀態共享，在這里，資源共享和狀態共享的實現媒介是有關單位，也就是在有關單位進行狀態共享和資源共享的實現，從而做到有關電力專家的遠程診斷。

（二）繼電保護故障專家診斷分析的通信通道

繼電保護故障專家診斷分析的通信通道也可以與調動自動化共同使用，例如載波、光纖、無線擴頻等等，在被網絡覆蓋所允許的情況下，也可以使用現代所流行的VPN路由器加上ADSL線路通過加密這一方式，擬定一個虛擬專網。這個虛擬專網必須在調度中心與變電站之間實現。

（三）繼電保護故障專家診斷分析的變電站現場元件

變電站現場元件就是指集中器、采集器、現場后臺軟件、主屏以及各種傳感器等等，這里所指的各種傳感器主要包括電壓、溫度、壓力、濕度及位移等等。

三、繼電保護故障的專家診斷注意事項

繼電保護在故障專家診斷中是有一定要求的，因為繼電保護是一項復雜的系統工程，這就要求故障專家診斷建立一套完整的方法機制、保障體系、技術手段、管理體制規范，以達到電氣設備繼電保護的目的。

（一）建立方法機制

建立方法機制就是指在進行電氣設備繼電保護這一重要工作時所運用的方法和機理，其主要體現在一系列的評價導則、檢修工藝導則、技術導則以及試驗規程等。例如，目前電力設備品種繁多，對于各種各樣的電氣設備開展狀態評價，這就需要運用狀態量定義、檢測方法、評價模型以及評估方法等，這一過程的實現就是繼電保護對故障專家診斷要求的方法機制建立。

建立繼電保護對故障專家診斷的方法機制主要包括繼電保護的評估、狀態量采集方法的研究、狀態量存儲方法的研究、診斷方法研究、電氣設備的特征量、電氣設備的狀態量定義、對于不同的設備類型進行不同設備故障模式的研究、繼電保護的管理模式適用性研究以及故障專家診斷評估的管理流程研究等內容。

（二）建立保障體系

繼電保護對故障專家診斷要求的保障體系建立主要是指對于繼電保護工作開展順利所需要的輔工作保障的建立，例如標準文件的制定；裝置入網的檢測、運維；人員培訓；繼電保護工作的仿真模擬等等內容。

（三）建立技術手段

繼電保護對故障專家診斷要求的技術手段建立是指在狀態評價工作的進行中，通過實現相關的評估和檢測方法的過程，而相關評估和檢測方法過程的實現要求必須通過相關技術手段。在現代繼電保護中，國家電網公司提出了基于狀態量加權評分這一電氣設備狀態的評價方式，并被廣泛的應用在繼電保護電力領域之中。筆者在這里提出了國家電網公司的評價方式，現代社會中存在著一些比國家電網公司所提出的評價方式更好的評價方式，但是每種評價方法都有自身的局限性和優點，如果想更好的對電氣設備進行繼電保護就要綜合考慮現代有關的各個行業和各個領域的安全的評價方法，用多種狀態評價方法互相結合這一技術手段來實現故障專家診斷的狀態評價，這樣做有利于實現電力領域故障專家診斷和評價的標準化和專業化。繼電保護管理是一門學問，還需要我們更深層次的發掘和研究。

（四）建立管理體制

繼電保護對故障專家診斷要求的管理體制建立主要是指繼電保護工作中所需要的種種組織形式，其還包括這些組織形式中的相關分工以及相關職責。筆者主要強調繼電保護的主要工作流程體系，繼電保護的主要工作流程體系主要包括工作流程、組織體系以及績效評估等。

四、結語

近些年來，社會得到了不斷進步，經濟也得到了快速的發展，再加上信息技術科學的研發和不斷提升，繼電保護故障專家診斷為繼電保護技術的發展開辟了新的道路，必將為電力系統的發展注入新的活力。

參考文獻：

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繼電保護技術的發展是電力安全發展趨勢的一種必然選擇，也是企業在供電過程中不可缺少的一種重要應用工程。該技術的運用必將隨著電力的不斷發展而提升。在現代化的電力需求中，家電設備增多、企業用電機器增多、發電機容量增大等多種客觀方面的原因使得電力系統中正常工作電流和短路電流都不斷增大。這就需要一種既能夠保護機器正常運轉，又能夠對短路等用電現象提出及時警報的技術。無疑，繼電保護技術便應運而生。本世紀初隨著電力系統的發展，繼電器才開始廣泛應用于電力系統的保護。本文試就繼電技術的發展運用作探析。

一、繼電保護技術的理解

繼電保護技術是指在正常用電的過程中，能夠對電路故障進行及時的警報，并能夠有效地防止事故發生的一項技術，其核心是繼電保護的裝置。繼電保護的裝置隨著現代電力的發展變化也由原先的機電整流式向集成微機處理式過渡。尤其是近三十年以來，將計算機運用技術融入繼電保護裝置，使得微機繼電保護技術得到了長足的發展，也使得保護的性能得到進一步的增強。

繼電保護技術的主要特點是:(1)自主化運行率提高，計算機的數據處理技術能夠使得繼電設備具有很強的記憶功能，加之自動控制等技術的綜合運用，使得繼電保護能更好地實現故障分量保護，提高運行的正確率;(2)兼容性輔助功能強，繼電保護技術在保護裝置的制造上采用了比較通用兼容的做法，便于統一標準，并且裝置體積小，減少了盤位數量，在此基礎上，還可以擴充其它輔助功能;(3)操作性監控管理好，該技術主要表現在一些核心部件不受外在化境的影響，能夠產生一定的使用功效。與此同時，該保護技術能夠通過計算機信息系統，具有一定的可監控性能，大大降低了成本。

二、繼電保護技術的在電力系統中的運用特性

(一)繼電保護技術的智能化運用特性增強

現代化的電力管理越來越體現了智能化的控制管理模式，具有一定的人工智能化的特征。這些特征，一方面使得電力系統在管理上減少了不必要的資源浪費;另一方面為其他各項技術的運用提供了廣闊的技術空間。正是在這樣的技術背景下，繼電保護技術出現了一定的人工智能化，使得保護裝置在設計上更具有合理性和科學性。

這些智能化的信息特征使得繼電保護技術在發展的過程中逐漸地進入了自動化的發展進程。目前，在我國主要大城市供電公司的繼電保護設備中已采用了模擬人工神經網絡(ANN)來進行對用電的保護。因此，進一步推進了繼電保護技術智能化的發展前景。據現有的資料介紹，在輸電過程中出現的短路現象一般有幾十種，如果出現這樣的情況用人工進行排除，至少需要12小時以上。但若是采用上述的神經網絡繼電保護方法，可通過采集的數據樣本對發生故障進行檢測，從而能在半小時之內得出故障出現的原因，大大縮短了維修時間。這些人工智能方法通過計算機輔助體統的幫助運用，可使得電力運輸效率大大加強。

(二)繼電保護技術的網絡化更新發展顯著

繼電技術的運用離不開計算機網絡的支持。這種網絡化的技術，不僅給繼電技術提供了可操作檢查的直觀空間范圍，也給其發展更新提供了更為廣泛的動力支持和保障。這也正是繼電技術開放性發展的必然要求。繼電保護的主要功能在于保護電力系統的安全穩定，而這種保護離不開計算機網絡的數據模擬生成系統，需要依據計算機通過數據采集和分析來檢測故障存在的原因，進而發出警報。

這些網絡化的發展，一方面，能夠通過數據的的采集和模擬生成，綜合分析可能出現的各種故障;另一方面，在顯示故障的同時，能夠準確地反映出故障的緣由、位置的情況，便于工作人員能夠采取有效的解決策略。例如，現在的各種環保節能發電廠就是采用了該種裝置，通過總調度室計算機監控，不僅能夠知曉現有線路的運行前那個框，還能夠對各條線路出現的短路等現象作出判斷，以便維護人員能夠進行及時正常地維修。

(三)繼電保護技術的自適應性發展迅猛

繼電保護技術的自適應性也是值得關注的方面。我們知道自適應控制技術在繼電保護中的應用具有如下的作用:(1)使得繼電保護更具有一種適應性，能夠適應多種故障的檢測;(2)有效延長保護時間，能夠使得電氣設備產生更長的使用壽命;(3)能夠提高經濟效率，即這種保護能夠針對用電過程中出現的問題進行排除，不僅減少了人工操作的麻煩，還能夠節省成本。

當前電力系統在發展過程中出現的各種問題，除了需要一定的人工操作之外，采用繼電保護技術的自適應性技術，一方面，能夠真正發揮繼電保護的“保護”功能，使得人們的生產生活得以順利地開展，滿足人們的發展需要;另一方面，能夠使得這種適應性能面對各種形勢的變化發展，最大限度地提高電力設備的使用壽命，以減少故障的發生。這種適應性應該離不開計算機網絡環境的支持。因此，就更具有廣泛的適應性能。

三、繼電保護技術的發展前景

(一)電子數據主動化的特性顯著

隨著計算機數據自動化的發展，繼電保護技術的現代化發展也必然得到充分的體現，即電子數據主動化性能必將得到顯現。

(二)繼電保護功能將進一步拓寬

在計算機輔助設計功能的幫助下，繼電技術的功能性必將得到進一步的增強，可根據故障的顯性進行適當的控制運用。

(三)繼電保護技術的運用方便靈活

在該項技術的指引下，使得電力線路維護調試也更方便。在運行過程中，操作者可根據電流值，可進行適當調整。

綜上所述，繼電保護技術在電力系統網絡化的發展趨勢中，定會綜合各種學科的發展，必將步入更為廣闊的發展空間，由數字時代跨入信息化時代，增強電力發展的安全性。

參考文獻

[1]葛耀中.新型繼電保護與故障測距原理與技術[M].西安交通大學出版社，1996.