繼電保護技術的發展與應用

4.2數據采集

當今，利用光傳感器對電力系統中的電流和電壓進行測量已非技術上的難題。其發展趨勢是在一個組件上即可將傳統電壓電流互感器的功能結合在一起，該傳感器組件可在整個有關的動態范圍內，以高分辨率、高精度和良好的線性度來滿足控制、測量、保護以及計量工作的需要，如利用光電式電流互感器(OECT)或磁光式電流互感器(MOCT)進行電流測量。采用光電式互感器避免了傳統電磁式互感器所帶來的絕緣結構復雜、測量準確度無法滿足(測量與保護無法兼顧)、安裝檢修不方便等缺點，取而代之的是，光電壓電流傳感器所特有的體積小巧、安裝方便、無電磁感應性(抗飽和特性好)、良好的絕緣特性及其優良的隔離性能(指對一次大電流、高電壓信號與一次小電流、低電壓信號間的信號隔離)。光CT、PT的使用為簡化電力系統一、二次設備的配置，將與一次系統有關的信息安全、可靠、實時地轉變至二次側的計算機處理系統創造了良好的應用條件，更便于與計算機處理系統的接口以及保護裝置的就地下放，并節省了大量的電纜及相應的敷設工作。

4.3數據處理系統

保護系統所需的信息一經數據采集系統處理后，整個系統的實現將在很大程度上取決于該系統的數據處理能力。近年來的應用實踐使我們相信多CPU(或數字信號處理器DSP)的單片化配置將有利于滿足各種保護的特殊要求。所謂多CPU或DSP的單片化設置就是利用多個功能強大的CPU(單片模式)通過特定的內部聯接來完成系統的多功能，而其中的每個CPU則被用于實現某一保護原理或特定的功能。這種保護系統的配置方式既滿足了系統對抗干擾能力的需求，又充分發揮了多CPU配置的資源優勢，便于采用高級語言編程、用戶使用與維護以及系統整體性能的優化。

4.4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。

當今電力系統的高速發展迫切要求現代電力系統具有更高的安全、優質、可靠和經濟運行的性能。從電力系統綜合自動化的角度來看，網絡方面，系統要求其控制網絡與信息網絡間相互借鑒、相互融合。對控制網絡而言，微機保護系統可以實現完全的分散分布式控制、處理和運行，相當于一個智能化的節點，可就地上送有關信息而無需考慮其他條件的網絡節點，可就地上送有關信息而無需考慮其他條件的約束。正是這一點，使得我們在進行新型數字保護的設計時，將保護系統的網絡部分(尤其是其中具有高可靠性、高速、大容量的數據傳輸)作為系統設計的關鍵環節之一，使其更具靈活性，具備多種網絡接口。

4.5信息化管理