电力系统继电保护是保障电力系统安全稳定运行的关键技术,主要负责检测电力设备的异常状况并及时隔离故障,防止事故扩大。随着科技的进步,继电保护技术也经历了从传统继电器到晶体管保护,再到集成电路保护,最后发展到当前的微机保护和网络保护阶段。
在20世纪60年代至80年代,晶体管继电保护成为主流,例如天津大学与南京电力自动化设备厂合作研发的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,标志着我国在这一领域的自主创新能力提升。随后,基于集成运算放大器的集成电路保护逐渐取代晶体管保护,形成完整系列,并在90年代初占据主导地位。
进入21世纪,计算机化成为继电保护的显著趋势。微处理器的性能不断提升,价格下降,使得微机保护装置的应用越来越广泛。2000年,我国220kV及以上系统的微机保护率已达到43.99%,到2003年底,这一比例上升至70.29%。微机保护具有更高的正确动作率和更多附加功能,如故障信息存储、快速数据处理、强大的通信能力和与其他设备联网的能力。
网络化是继电保护的另一个发展方向,通过计算机网络实现各种保护功能,如线路保护、变压器保护和母线保护。网络保护的优势在于数据共享,可以简化保护设备,实现类似于高频保护和光纤保护的纵联保护。同时,网络保护系统中,分站保护系统扮演重要角色,可以采用总线结构、星形结构或环形结构,确保网络的稳定性和可靠性。
智能化是继电保护技术的未来趋势,其中人工智能技术如专家系统、模糊逻辑和神经网络等的应用,使得继电保护装置能够更准确地识别和处理复杂故障,提高保护的智能化程度和自适应能力。此外,网络安全控制策略的实施也是保障网络保护系统安全运行的重要措施。
电力系统继电保护技术的发展与计算机、网络和人工智能技术紧密相连,不断向着更高效、更智能、更安全的方向迈进。随着科技的持续进步,未来的继电保护将更加精细化、自动化,为电力系统的稳定运行提供更强大的保障。