关于电力系统继电保护发展趋势的探讨
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摘要：改革开放以来，我国的经济迅速发展，各行各业对电力的需求不断增加，为电力系统的运营带来了巨大的压力。电力系统继电保护技术的广泛运用，大幅度增强了电力系统的运行质量，进而为社会各需求行业提供了优质的电力服务产品。为了更好地加强电力系统继电保护技术的研发以及应用，文章重点探索了电力系统继电保护技术的发展现状以及未来发展趋势。
关键词：电力系统；继电保护；发展趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
电力工业作为国家最重要的能源工业，一直处于优先发展的地位，电力企业的发展也是令人瞩目的。随着我国社会、经济的快速发展和全国联网战略的实施，电网将处于一个更加快速发展的机遇期，而继电保护作为电力系统的安全卫士，必须同时把它的发展战略提到一个新的高度，以确保电力系统的安全、稳定运行和国民经济的长期、快速、稳步增长。
1、继电保护的概念及类型
1.1、继电保护的基本概念
继电保护装置作为一种自动装置，其通过监测、测量、控制和保护一次系统，从而对不正常运行或是发生故障的电气元件进行反应，通过发出信号来使断路器发生跳闸动作，从而确保将故障及时切除，具有自动、迅速和有选择性切除故障元件的特点，同时对于不正常运行的电气元件，还可以通过运行维护数据的分析，从而发出信号，做出减负荷或是跳闸动作。
1.2、继电保护的类型
在电力系统中，一旦出现短路故障，就会产生电流急剧增大，电压急剧下降，电压与电流之间的相位角发生变化。以上述物理量的变化为基础，利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。
2、电力系统中的继电保护技术分析
2.1、继电保护装置组成
根据继电保护装置的作用设定，其组成一般包括测量部分(与定值调整部分)、逻辑部分及执行部分。
2.2、继电保护技术基本要求
继电保护装置的作用决定了其技术措施须满足动作选择性、动作速动性、动作灵敏性、动作可靠性等要求。这四点要求间联系紧密，存在着对立统一的关系。
（1）动作选择性
一旦发生故障，应首先由设备或者线路自身的保护装置切除故障。只有在该保护拒动时，才可以让相邻设备或线路保护装置切除。另外要遵照逐级配合原则，保证不同级电网发生故障时选择性加以切除。在故障部分被成功切除后，未发生故障部分应继续供电。
（2）动作速动性
一旦发生短路故障，保护装置应当尽快予以切除，以便提高电力系统的稳定性，缩小故障的波及范围，避免故障设备或线路进一步遭受损坏，并提高备用设备及自动重合闸自动投入的表现效果。
（3）动作灵敏性
一旦电力设备或输电线路在保护范围内出血金属性短路，继电保护装置应当具备符合规程的敏感系数。这一要求通过设定并校验继电保护装置的整定值来实现。
（4）动作可靠性
继电保护装置做出的保护动作应当精准可靠。正常运行时，应当做到可靠不动作。电力系统中的任何设备都不能在无保护状态下运行。可靠性也是对继电保护装置最根本的性能要求。
3、电力系统继电保护技术应用
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于：当电力系统运行正常时，对系统中的各种设备的实际运行状况进行系统、全面和安全的监视，从而为系统管理人员提供全面、可靠的运行依据：供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行：当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。
继电保护装置应用过程的基本要求。第一，选择性。当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除，首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其他非故障部分能继续正常运行。第二，灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。第三，速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
4、继电保护技术发展历程及趋势
4.1、发展历程及现状
继电保护技术是为了适应电力系统的发展而产生并逐渐发展的。而计算机技术、微电子技术、网络通信技术的迅猛发展不断地为继电保护技术注入了新鲜发展活力。在1928年出现电子器件保护装置后，从二十世纪五十年代开始，机电保护技术开始了日新月异的发展，从最初的机电式时代发展到六十至八十年代的晶体管式时代，八十年代中叶到九十年代进一步跃进集成电路式时代，而后又在新世纪发展为微机式时代。目前，我国新建的变电站、发电厂及高压超高压输电线路等都已实现了大规模集成化数字式继电保护。
4.2、发展趋势
目前，智能化与网络化技术在继电保护技术中得到了广泛的研究利用，促进继电保护技术呈现出网络化、计算机化、智能化、一体化的发展方向。随着微型计算机与微处理器的广泛普及，数字式时代已崭露端倪。
（1）计算机化。当代迅猛发展的计算机技术使得计算机在存储、运算、通讯等方面的性能都在不断提升，为继电保护技术实现计算机化奠定了技术。计算机化是继电保护装置必然的发展趋势，不但要求硬件微机化，更强调继电保护系统的信号数字化与功能软件化，大力提高继电保护性能的速动、灵敏与可靠，以争取电力系统更大的综合效益。
（2）网络化。从五十年代开始，通信技术逐渐与计算机技术相互结合研究并逐步融入合为计算机网络技术。这一技术作为信息数据通信工具，通过与继电保护结合实现了电力系统的安全稳定运行，已经发展成为当代的信息技术支柱。目前，继电保护系统要求所有保护单元之间可以共享整个电力系统内运行状态与故障状况的信息数据，保证每个保护单元和重合闸装置都可以借助这些信息与数据的共享分析实现协调动作。这就要求整个电力系统内主要的电力设备保护装置都要借助计算机网络加以连接，逐步实现微机保护的网络化。网络化目前还在逐渐起步，日后仍然具有较大发展空间。
（3）智能化。近年来，人工神经网络、自适应理论、进化规划、遗传算法、小波理论、模糊逻辑等人工智能技术在电力系统多个领域都获得了广泛应用，推动继电保护技术研究向更高层次的智能化水平发展。智能电网中已普遍可以借助传感器实时监控发电、供电、输配电等设备的运行情况，并把数据收集起来经由网络系统整合分析，并实时监测全网的运行状况，实现了远程动态发挥保护功能及修正保护定值。
（4）综合智能化。继电保护系统不仅要实现保护功能，还应进行数据测量、控制、通信等操作，即要实现测量、控制、通信及保护等功能的综合自动化。这一系统打破了传统概念下二次系统内对各个专业界限与各类设备的划分原则，也突破了常规继电保护装置无法同调度控制中心实现通信的技术缺陷，赋予了电力系统自动化以更新的内容与含义。这一发展趋势代表了电力系统领域自动化技术的最新潮流。得益于科技的革命式发展，系统更为完善、功能更为健全、智能化水平更高的综合自动化电力系统一定会在我国智能电网建设中纷纷涌现，推动电网的安全性、稳定性与经济性达到新的水平。
结束语
当代电力系统组成非常复杂，包括发电机、输配线路、母线、变压器及各种用电设备，很容易出现运行异常，甚至酿成危险故障进而诱发事故。在这种情况下，为了保证电气设备与电力系统的安全运行，借助继电保护技术的自动装置应运产生。探析该技术的概念、任务及发展现状，研究它的发展水平及趋势，对于促进电力系统的发展具有重大意义。
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