《电力系统微机保护》这一主题主要涵盖了电力系统中继电保护技术的历史演进和微机保护的发展历程。继电保护技术自电力系统诞生以来,经历了从简单的熔断器到复杂的微机保护系统的演变。
早期的保护方式主要是熔断器,它集保护和断电功能于一体,虽然简单可靠,但存在动作精度低、断流能力有限等问题。随着电力系统规模和容量的扩大,继电保护技术逐渐发展,出现了感应型过电流继电器、差动保护、电流方向保护、距离保护以及高频保护等,这些技术通过检测电流、电压等电气量的变化来判断和响应电网中的异常情况。
机电式继电器在20世纪50年代以前占据主导地位,它们结构坚固,但体积大、能耗高、动作速度慢。随后,晶体管式继电保护装置和集成电路式继电保护装置相继出现,显著提高了保护装置的速度和可靠性,减少了机械磨损问题。进入20世纪80年代,微机型继电保护装置(即数字继电保护装置)开始崭露头角,由硬件和软件两部分组成,能实现灵活的保护功能配置。
微机保护的发展历史可以追溯到20世纪60年代末,当时提出了用计算机实现保护装置的概念。到了70年代,微机保护的研究热度升温,但受限于当时的计算机技术和成本,实际应用并未广泛展开。直到70年代末期,随着计算机技术的进步,微机保护开始快速发展。
国内微机保护的研究始于1979年,各大高校和科研机构如华中理工大学、东南大学等纷纷开展相关工作,推动了国内微机保护技术的自主创新和应用。
微机保护硬件通常包括数据采集系统、中央处理器和执行机构。数据采集系统负责测量电力系统中的电流、电压等参数,通过数字滤波去除噪声;中央处理器执行保护算法,根据滤波后的数据判断是否发生故障,并采取相应措施;执行机构则负责执行保护动作,如断开断路器。
微机保护算法是其核心,包括基于故障特征量的计算,如阻抗计算、突变量分析等,这些算法能够准确区分正常运行和故障状态。同时,微机保护还需要考虑抗干扰措施,以确保在复杂电磁环境中稳定工作。
微机保护系统的优点在于灵活性和可扩展性,通过软件的更新和调整,同一硬件平台可以实现多种保护功能,适应电力系统多样化的保护需求。此外,微机保护还促进了电力系统的综合自动化,提高了电力系统的运行效率和安全性。
综上所述,《电力系统微机保护》不仅涉及电力系统保护技术的历史沿革,也涵盖了微机保护的硬件构成、算法原理、抗干扰措施和实际应用,是理解现代电力系统安全运行的关键技术之一。