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高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的線路縱聯(lián)保護。當前隨著電網(wǎng)容量的增大、電壓的升高，各類電磁干擾現(xiàn)象比較嚴重。由于輸電線路是高頻通道的一部分，所以高壓的斷路器操作、短路故障和遭受雷擊等引起的電壓，就可能對高頻收發(fā)訊機產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致高頻保護誤動作。所以，了解各類干擾源，采取相應(yīng)的抗干擾措施至關(guān)重要。
一、干擾源
1、高壓隔離開關(guān)和斷路器的操作。這些操作可能在母線或線路上引起含有多種頻率分量的衰減震蕩波，母線(或電氣設(shè)備間的連線)相當于天線，將暫態(tài)電磁場的能量向周圍空間輻射，同時通過連接在母線或線路上的測量設(shè)備直接耦合至二次回路。斷路器操作產(chǎn)生的電磁干擾頻率一般為0.1～80mhz，每串電磁干擾波的持續(xù)時間為10μs～10ms。
由理論分析和實測數(shù)據(jù)可得出如下規(guī)律：①暫態(tài)電磁場的幅值隨電壓等級的增高而增高，主導(dǎo)頻率隨電壓等級增高而降低。②與隔離開關(guān)操作相比，斷路器操作所引起暫態(tài)電磁場的幅值小，主導(dǎo)頻率高、脈沖總數(shù)少。③快速隔離開關(guān)比慢速隔離開關(guān)產(chǎn)生的暫態(tài)重復(fù)頻率低、持續(xù)時間短。慢速隔離開關(guān)一次操作中可能產(chǎn)生上萬個脈沖，而快速隔離開關(guān)只產(chǎn)生幾十個脈沖。
2、雷擊線路、構(gòu)架和控制樓。直接雷擊到戶外線路或構(gòu)架，會有大電流流入接地網(wǎng)，二次電纜的屏蔽層在不同的接地點接地時，就會因地網(wǎng)電阻的存在而產(chǎn)生流過屏蔽層的暫態(tài)電流，從而在二次電纜的心線中感應(yīng)出干擾電壓，線路感應(yīng)的過電壓也會通過測量設(shè)備引入二次回路。由雷擊變電所在二次回路中產(chǎn)生的干擾電壓可高達30kv，其頻率可達幾兆赫。
3、短路故障。短路故障與雷擊構(gòu)架一樣會引起地網(wǎng)電位的升高，從而在二次電纜中引起干擾電壓。變電所內(nèi)高壓母線單相接地時，在二次電纜心線上產(chǎn)生的干擾電壓可以從幾十伏到近萬伏，暫態(tài)干擾電壓的頻率約千赫到幾百千赫。
4、靠近高壓線路受其工頻電磁場作用。這對于電子束類的顯示設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾是十分明顯的。在戶外變電所中，高壓線路或匯流排會產(chǎn)生工頻電磁場。一般而言，電壓等級越高，產(chǎn)生的電場也越大，但磁場相反減小。
5、局部放電產(chǎn)生頻率較高的電磁輻射，可能在電子設(shè)備的線路中引起電磁干擾。
6、二次回路中的開關(guān)操作。由于感性負載的存在，在二次回路的信號電源端口以及控制端口產(chǎn)生快速瞬變的脈沖干擾。由于電磁電器的大量使用，在二次回路自身工作時會產(chǎn)生中等頻率的振蕩暫態(tài)電壓。
二、抗干擾措施
1、通道入口處加裝串聯(lián)電容。高頻閉鎖式保護的原理是線路本側(cè)收到對側(cè)信號且對側(cè)停信時，由“收訊輸出”給出保護動作的一對接點信號，該過程中高頻信號存在大約5ms的間斷，此間斷將作為出口動作的判據(jù)。在廣州白云供電局所屬的某220kv線路曾發(fā)生過區(qū)外故障時，由于干擾產(chǎn)生間斷導(dǎo)致保護誤動作的事故，為防止類似情況的發(fā)生，應(yīng)在通道入口處電纜心線內(nèi)串接0.1μf電容，可有效地起到抗間斷作用，取消ybx系列收發(fā)訊機線路濾波器輸出中的放電管。
2、裝置可靠接地。由于變電所的接地網(wǎng)并非實際的等電位面，因而在不同點之間會出現(xiàn)電位差，當較大的接地電流注入接地網(wǎng)時，各點之間可能有較大的電位差，如果同一個連接的回路在變電所的不同點同時接地，地網(wǎng)地電位差將竄入該連通地回路，造成不應(yīng)有的分流。在有些情況下，還可能將其在一次系統(tǒng)并不存在的地電壓引入繼電保護裝置的檢測回路中，或者因分流引起保護裝置在故障過程中拒動或者誤動，所以對于微機保護裝置來說，保護屏必須要求可靠接地，而高頻保護也應(yīng)按部頒要求加裝接地銅排或銅絞線（線徑不小于100mm2），以保證裝置在故障情況下的可靠判斷。
3、限制過電壓對裝置的影響。為防止雷擊時產(chǎn)生過電壓，可在通道入口處并聯(lián)適當?shù)碾娙?，由于電容具有兩端電壓不能突變的性質(zhì)，當靜電感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓出現(xiàn)時，首先要向并聯(lián)電容充電。隨著充電過程的進行，副邊電壓才會慢慢升起來，由于靜電感應(yīng)過電壓一般出現(xiàn)的時間都很短，并聯(lián)電容兩端電壓（即副邊電壓）還沒有升到足夠高時，過電壓已消失，這樣就能大大限制地電壓對高頻收發(fā)訊機的侵害。
繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,其正常工作與否將對電力系統(tǒng)的運行造成重大影響,如何提高繼電保護裝置的可靠性也就成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重要課題。因此，有必要對電力系統(tǒng)"狀態(tài)檢修"進行梳理和分析，以期對今后的工作有所助益。
一、狀態(tài)檢修定義
狀態(tài)檢修，也叫預(yù)知性維修，顧名思義就是根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)的好壞來確定是否對設(shè)備進行檢修。狀態(tài)檢修是根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)而進行的預(yù)防性作業(yè)。狀態(tài)檢修的目標是減少設(shè)備停運時間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長設(shè)備壽命，降低運行檢修費用，改善設(shè)備運行性能，提高經(jīng)濟效益。
二、繼電保護裝置的"狀態(tài)"識別
1.重視設(shè)備初始狀態(tài)的全面了解
設(shè)備的初始狀態(tài)如何，對其今后的安全運行有著決定性的影響。設(shè)備良好的初始狀態(tài)是減少設(shè)備檢修維護工作量的關(guān)鍵，也是狀態(tài)檢修工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，實現(xiàn)狀態(tài)檢修首先要做好設(shè)備的基礎(chǔ)管理工作。需要特別關(guān)注的有兩個方面的工作，一方面是保證設(shè)備在初始時是處于健康的狀態(tài)，不應(yīng)在投入運行前具有先天性的不足。另一方面，在設(shè)備運行之前，對設(shè)備就應(yīng)有比較清晰的了解，掌握盡可能多的''''指紋''''信息。包括設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)、型式試驗及特殊試驗數(shù)據(jù)、出廠試驗數(shù)據(jù)、各部件的出廠試驗數(shù)據(jù)及交接試驗數(shù)據(jù)和施工記錄等信息。
2.注重設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析
要實行狀態(tài)檢修,必須要有能描述設(shè)備狀態(tài)的準確數(shù)據(jù)。也就是說,要有大量的有效信息用于分析與決策。設(shè)備部件在載荷和環(huán)境條件下產(chǎn)生的磨損、腐蝕、應(yīng)力、蠕變、疲勞和老化等原因，最后失效造成設(shè)備損壞而停止運行。這些損壞是逐漸發(fā)展的，一般是有一定規(guī)律的，在不同狀態(tài)下，有的是物理量的變化，有的是化學(xué)量的變化，有的是電氣參數(shù)的變化，另外，還有設(shè)備的運轉(zhuǎn)時間、啟停次數(shù)、負荷的變化、越限數(shù)據(jù)與時間、環(huán)境條件等。因此要加強對繼電保護裝置歷史運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析。
3.應(yīng)用新的技術(shù)對設(shè)備進行監(jiān)測和試驗
開展狀態(tài)檢修工作，大量地采用新技術(shù)是必然的。在目前在線監(jiān)測技術(shù)還不夠成熟得足以滿足狀態(tài)檢修需要的情況下，只有在線數(shù)據(jù)與離線數(shù)據(jù)相結(jié)合，進行多因素地綜合分析評價，才有可能得到更準確、可信的結(jié)論。此外，還可以充分利用成熟的離線監(jiān)測裝置和技術(shù)，如紅外熱成像技術(shù)、變壓器繞組變形測試等，對設(shè)備進行測試，以便分析設(shè)備的狀態(tài)，保證設(shè)備和系統(tǒng)的安全。
三、開展繼電保護狀態(tài)檢修應(yīng)注意的問題
1.要嚴格遵循狀態(tài)檢修的原則
實施狀態(tài)檢修應(yīng)當依據(jù)以下原則：一是保證設(shè)備的安全運行。在實施設(shè)備狀態(tài)檢修的過程中，以保證設(shè)備的安全運行為首要原則，加強設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測和分析，科學(xué)、合理地調(diào)整檢修間隔、檢修項目，同時制定相應(yīng)的管理制度。二是總體規(guī)劃，分步實施，先行試點，逐步推進。實施設(shè)備狀態(tài)檢修是對現(xiàn)行檢修管理體制的改革，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而我國又尚處于探索階段，因此，實施設(shè)備狀態(tài)檢修既要有長遠目標、總體構(gòu)想，又要扎實穩(wěn)妥、分步實施，在試點取得一定成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，逐步推廣。三是充分運用現(xiàn)有的技術(shù)手段，適當配置監(jiān)測設(shè)備。
2.重視狀態(tài)檢修的技術(shù)管理要求
狀態(tài)檢修需要科學(xué)的管理來支撐。繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中通常是處于靜態(tài)的,但在電力系統(tǒng)中，需要了解的恰巧是繼電保護裝置在電力系統(tǒng)故障時是否能快速準確地動作，即要把握繼電保護裝置動態(tài)的"狀態(tài)"。因此，根據(jù)對繼電保護裝置靜態(tài)特性的認識，對其動態(tài)特性進行判斷顯然是不合適的。因此，通過模擬繼電保護裝置在電力事故和異常情況下感受的參數(shù)，使繼電保護裝置啟動和動作，檢查繼電保護裝置應(yīng)具有的邏輯功能和動作特性，從而了解和把握繼電保護裝置狀況，這種繼電保護裝置的檢驗，對于電力系統(tǒng)是很有必要的和必須的。
3.開展繼電保護裝置的定期檢驗
實行狀態(tài)檢驗以后，為了確保繼電保護和自動裝置的安全運行，要加強定期測試，所有集成、微機和晶體管保護要每半年進行一次定期測試，測試項目包括：微機保護要打印采樣報告、定值報告、零漂值，并要對報告進行綜合分析，做出結(jié)論；晶體管保護要測試電源和邏輯工作點電位，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題要找出原因，及時處理。
4.高素質(zhì)檢修人員的培養(yǎng)
高素質(zhì)檢修人員是狀態(tài)檢修能否取得成功的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)的檢修模式中,運行人員是不參與檢修工作的。狀態(tài)檢修要求運行人員與檢修有更多聯(lián)系,因為運行人員對設(shè)備的狀態(tài)變化非常了解,他們直接參與檢修決策和檢修工作對提高檢修效率和質(zhì)量有積極意義。其優(yōu)點是可以加強運行部門的責(zé)任感;取消不必要的環(huán)節(jié),節(jié)約管理費用;迅速采取檢修措施,消除設(shè)備缺陷。
綜上所述，狀態(tài)檢修是根據(jù)設(shè)備運行狀況而適時進行的預(yù)知性檢修，"應(yīng)修必修"是狀態(tài)檢修的精髓。狀態(tài)檢修既不是出了問題才檢修，也不是想什么時候檢修才檢修。實行狀態(tài)檢修仍然要貫徹"預(yù)防為主"的方針，通過適時檢修，提高保護裝置運行的安全可靠性，提高繼電保護裝置的正確動作率。因此，實行"狀態(tài)檢修"的單位一定要把電力設(shè)備的"狀態(tài)"搞清楚，對設(shè)備"狀態(tài)"把握不準時，一定要慎用"狀態(tài)檢修"。
參考文獻
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1繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學(xué)科、繼電保護設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)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(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù)［1］，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍，對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)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(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)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(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
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(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)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(jié)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(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)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(xué)與南京電力自動化設(shè)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(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)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(xué)院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用［5］，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)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(xué)與南京電力自動化設(shè)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(xué)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(shè)備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)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?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代。
2繼電保護的未來發(fā)展
繼電保護技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
2.1計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機線路保護硬件已經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機保護問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機保護也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機核心部分為基礎(chǔ)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(chǔ)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(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機主設(shè)備保護的硬件也經(jīng)過了多次改進和提高。天津大學(xué)一開始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)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(shè)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(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過16位時在轉(zhuǎn)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(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)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(wù)轉(zhuǎn)換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)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(fā)展初期，曾設(shè)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(shè)想是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)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(jīng)成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機保護裝置結(jié)構(gòu)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(yōu)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(jié)構(gòu)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(huán)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(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)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(jīng)濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。\
2.2網(wǎng)絡(luò)化
計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)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(lián)保護外，所有繼電保護裝置都只能反應(yīng)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(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)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(wù))，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對于一般的非系統(tǒng)保護，實現(xiàn)保護裝置的計算機聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應(yīng)保護原理的研究已經(jīng)過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現(xiàn)保護對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現(xiàn)保護的計算機網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)，也能提高保護的可靠性。天津大學(xué)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(tǒng)的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數(shù)相同)母線保護單元，分散裝設(shè)在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據(jù)本回路的電流量和從計算機網(wǎng)絡(luò)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(jié)果證明是母線內(nèi)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(qū)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(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的分布式母線保護原理，比傳統(tǒng)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(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知，微機保護裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發(fā)展的必然趨勢。
2.3保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)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(shè)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(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數(shù)據(jù)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(shè)備旁，將被保護設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。現(xiàn)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(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對被保護設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始［7］。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護的研究，已取得初步成果［8］?？梢灶A(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護領(lǐng)域必會得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
3結(jié)束語
建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)經(jīng)歷了4個時代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)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(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。
作者單位：天津市電力學(xué)會(天津300072)
參考文獻
1王梅義.高壓電網(wǎng)繼電保護運行技術(shù).北京：電力工業(yè)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(tǒng)自動化，1983(1)
4葛耀中.數(shù)字計算機在繼電保護中的應(yīng)用.繼電器，1978(3)
5楊奇遜.微型機繼電保護基礎(chǔ).北京：水利電力出版社，1988
6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBus
1繼電保護信息管理系統(tǒng)的實現(xiàn)
1.1信息數(shù)據(jù)源的分布
二次系統(tǒng)所具備的信息來源可大致分為3部分：
a)由變電站微機保護裝置經(jīng)RTU發(fā)送至調(diào)度端的實時運行數(shù)據(jù)；
b)繼電保護管理端(生技部門和繼電保護班組)所存放的設(shè)備管理資料、各類試驗記錄和運行制度等；
c)其他系統(tǒng)中需要了解繼電保護數(shù)據(jù)或可以提供繼電保護有關(guān)數(shù)據(jù)和參考資料的數(shù)據(jù)源接口。
1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
怎樣有效地將信息數(shù)據(jù)源聯(lián)系起來，而對于各級用戶都能予以充分利用呢?我們可以考慮以調(diào)度監(jiān)控計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源為中心，建立圖1系統(tǒng)。
通過數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)集成各類數(shù)據(jù)源，使用方法庫來支持各個不同等級客戶的分別應(yīng)用，利用網(wǎng)絡(luò)功能實施數(shù)據(jù)交換，并且開放MIS的數(shù)據(jù)接口，基本實現(xiàn)對二次保護數(shù)據(jù)資源的充分利用。
1.3系統(tǒng)方法與功能
1.3.1數(shù)據(jù)倉庫和方法庫
a)數(shù)據(jù)倉庫是比傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫更高一級的數(shù)據(jù)組織形式，它不僅支持海量數(shù)據(jù)的處理，而且對于動態(tài)存儲、應(yīng)用程序接口、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等方面都具有更強的性能。
b)方法庫是封裝了一系列分析處理方法的規(guī)則庫，也是應(yīng)用程序軟件功能的集中表現(xiàn)，可通過設(shè)置各用戶權(quán)限來限制其對數(shù)據(jù)倉庫的查詢和讀、寫操作，維護數(shù)據(jù)的完整性，同時也限定了客戶的應(yīng)用范圍。
1.3.2軟件應(yīng)用功能
a)“三遙”數(shù)據(jù)的實時分析處理：各類二次信息的查詢，和以前定檢、定試記錄的比較，動作時間和次數(shù)的統(tǒng)計，故障、事故等報警事件的指示和響應(yīng)等。
b)二次設(shè)備試驗的記錄管理、定試預(yù)告、定值單管理、材料管理等。主要由繼電保護班組人員填寫，其他部門共享查詢。
c)二次設(shè)備圖形管理系統(tǒng)具備GIS功能，支持圖形和數(shù)據(jù)庫相連，直接在圖形上查詢參數(shù)。
d)二次設(shè)備事故、缺陷記錄分析，各保護裝置運行狀況分析。主要是繼電保護技術(shù)專責(zé)完成，其他部門共享查詢。
e)設(shè)立一次設(shè)備參數(shù)接口。如電流、電壓、功率因素和高壓設(shè)備試驗記錄等，配合一次主接線圖查詢，可作為二次系統(tǒng)的輔助分析數(shù)據(jù)來源。
f)可使用電子函件和新聞公告板方便各部門間的信息交流。
1.3.3軟件開發(fā)工具
采用Microsoft(微軟)公司系列工具軟件進行開發(fā)，在實用性和兼容性上都可以體現(xiàn)應(yīng)用的先進性及廣泛性。
1.3.4系統(tǒng)建立模式
隨著Internet的廣泛應(yīng)用，信息資源的利用已成為企業(yè)發(fā)展的巨大動力。我們在建設(shè)繼電保護信息管理系統(tǒng)時，也必須充分考慮這一點，要向大的外部空間提供可用的信息數(shù)據(jù)，也要從外部世界汲取各種綜合信息，故考慮采用intranet模式。
2系統(tǒng)特點
2.1實用性強
針對生產(chǎn)運行中的實際問題，解決了二次部分各類數(shù)據(jù)源的共享和使用，特別對于繼電保護技術(shù)工作人員，可以更有效地進行系統(tǒng)分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作，提高保護運行水平。
2.2可靠性高
易于維護和升級。由于采用數(shù)據(jù)倉庫和方法庫。整個信息管理系統(tǒng)運行可靠性不再分散于各級用戶之間，而集中于網(wǎng)絡(luò)中心數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，任一客戶工作站的突然損壞，也不影響整個系統(tǒng)其他部分的工作性能，而且恢復(fù)非常簡單。對于軟件開發(fā)人員而言，升級換代只限于方法庫的改變，快捷方便。
2.3開放性和先進性
1繼電保護信息管理系統(tǒng)的實現(xiàn)
1.1信息數(shù)據(jù)源的分布
二次系統(tǒng)所具備的信息來源可大致分為3部分：
a)由變電站微機保護裝置經(jīng)RTU發(fā)送至調(diào)度端的實時運行數(shù)據(jù)；
b)繼電保護管理端(生技部門和繼電保護班組)所存放的設(shè)備管理資料、各類試驗記錄和運行制度等；
c)其他系統(tǒng)中需要了解繼電保護數(shù)據(jù)或可以提供繼電保護有關(guān)數(shù)據(jù)和參考資料的數(shù)據(jù)源接口。
1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
怎樣有效地將信息數(shù)據(jù)源聯(lián)系起來，而對于各級用戶都能予以充分利用呢?我們可以考慮以調(diào)度監(jiān)控計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源為中心，建立圖1系統(tǒng)。
通過數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)集成各類數(shù)據(jù)源，使用方法庫來支持各個不同等級客戶的分別應(yīng)用，利用網(wǎng)絡(luò)功能實施數(shù)據(jù)交換，并且開放MIS的數(shù)據(jù)接口，基本實現(xiàn)對二次保護數(shù)據(jù)資源的充分利用。
1.3系統(tǒng)方法與功能
1.3.1數(shù)據(jù)倉庫和方法庫
a)數(shù)據(jù)倉庫是比傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫更高一級的數(shù)據(jù)組織形式，它不僅支持海量數(shù)據(jù)的處理，而且對于動態(tài)存儲、應(yīng)用程序接口、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等方面都具有更強的性能。
b)方法庫是封裝了一系列分析處理方法的規(guī)則庫，也是應(yīng)用程序軟件功能的集中表現(xiàn)，可通過設(shè)置各用戶權(quán)限來限制其對數(shù)據(jù)倉庫的查詢和讀、寫操作，維護數(shù)據(jù)的完整性，同時也限定了客戶的應(yīng)用范圍。
1.3.2軟件應(yīng)用功能
a)“三遙”數(shù)據(jù)的實時分析處理：各類二次信息的查詢，和以前定檢、定試記錄的比較，動作時間和次數(shù)的統(tǒng)計，故障、事故等報警事件的指示和響應(yīng)等。
b)二次設(shè)備試驗的記錄管理、定試預(yù)告、定值單管理、材料管理等。主要由繼電保護班組人員填寫，其他部門共享查詢。
c)二次設(shè)備圖形管理系統(tǒng)具備GIS功能，支持圖形和數(shù)據(jù)庫相連，直接在圖形上查詢參數(shù)。
d)二次設(shè)備事故、缺陷記錄分析，各保護裝置運行狀況分析。主要是繼電保護技術(shù)專責(zé)完成，其他部門共享查詢。
e)設(shè)立一次設(shè)備參數(shù)接口。如電流、電壓、功率因素和高壓設(shè)備試驗記錄等，配合一次主接線圖查詢，可作為二次系統(tǒng)的輔助分析數(shù)據(jù)來源。
f)可使用電子函件和新聞公告板方便各部門間的信息交流。
1.3.3軟件開發(fā)工具
繼電保護裝置的拒動和誤動都會給電力系統(tǒng)造成嚴重危害。但提高其不拒動和提高其不誤動作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和負荷性質(zhì)的不同，拒動和誤動所造成的危害往往不同。例如當系統(tǒng)中有充足的旋轉(zhuǎn)備用容量，輸電線路很多，各系統(tǒng)之間和電源與負荷之間聯(lián)系很緊密時由于繼電保護裝置的誤動作，使發(fā)電機變壓器或輸電線路切除而給電力系統(tǒng)造成的影響可能很??；但如果發(fā)電機變壓器或輸電線路故障時繼電保護裝置拒動作，將會造成設(shè)備的損壞或系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，損失是巨大的。在此情況下提高繼電保護裝置不拒動的可靠性比提高其不誤動的可靠性更為重要。但在系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)備用容量很少及各系統(tǒng)之間和負荷和電源之間聯(lián)系比較薄弱的情況下，繼電保護裝置的誤動作使發(fā)電機變壓器或輸電線切除時，將會引起對負荷供電的中斷甚至造成系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，損失是巨大的。而當某一保護裝置拒動時，其后備保護仍可以動作而切除故障，因此在這種情況下提高繼電保護裝置不誤動的可靠性比提高其不拒動的可靠性更為重要。
2保護裝置評價指標
2.1繼電保護裝置屬于可修復(fù)元件，在分析其可靠性時，應(yīng)該先正確劃分其狀態(tài)，常見的狀態(tài)有：①正常運行狀態(tài)。這是保護裝置的正常狀態(tài)。②檢修狀態(tài)。為使保護裝置能夠長期穩(wěn)定運行，應(yīng)定期對其進行檢修，檢修時保護裝置退出運行。③正常動作狀態(tài)。這是指被保護元件發(fā)生故障時，保護裝置正確動作于跳閘的狀態(tài)。④誤動作狀態(tài)。是指保護裝置不應(yīng)動作時，它錯誤動作的狀態(tài)。例如，由于整定錯誤，發(fā)生區(qū)外故障時，保護裝置錯誤動作于跳閘。⑤拒動作狀態(tài)。是指保護裝置應(yīng)該動作時，它拒絕動作的狀態(tài)。例如，由于整定錯誤或內(nèi)部機械故障而導(dǎo)致保護裝置拒動。⑥故障維修狀態(tài)。保護裝置發(fā)生故障后對其進行維修時所處的狀態(tài)。
2.2目前常用的評價統(tǒng)計指標有
2.2.1正確動作率即一定期限內(nèi)(例如一年)被統(tǒng)計的繼電保護裝置的正確動作次數(shù)與總動作次數(shù)之比。用公式表示為：
正確動作率=(正確動作次數(shù)，總動作次數(shù))×100
用正確動作率可以觀測該繼電保護系統(tǒng)每年的變化趨勢，也可以反映不同的繼電保護系統(tǒng)(如220kv與500kv)之間的對比情況，從中找出薄弱環(huán)節(jié)。
2.2.2可靠度r(t)是指元件在起始時刻正常的條件下，在時間區(qū)間(0，t)不發(fā)生故障的概率。對于繼電保護裝置，注意力主要集中在從起始時刻到首次故障的時間。
2.2.3可用率a(t)是指元件在起始時刻正常工作的條件下，時刻t正常工作的概率?？煽慷扰c可用率的不同在于，可靠度中的定義要求元件在時間區(qū)間(0，t)連續(xù)的處于正常狀態(tài)，而可用率則無此要求。
2.2.4故障率是指元件從起始時刻直到時刻t完好條件下，在時刻t以后單位時間里發(fā)生故障的概率。
2.2.5平均無故障工作時間建設(shè)從修復(fù)到首次故障之間的時間間隔為無故障工作時間，則其數(shù)學(xué)期望值為平均無故障工作時間。
2.2.6修復(fù)率m(t)是指元件自起始時刻直到時刻t故障的條件下，自時刻t以后每單位時間里修復(fù)的概率
2.2.7平均修復(fù)時間mttr平均修復(fù)時間是修復(fù)時間的數(shù)學(xué)期望值。310kv供電系統(tǒng)繼電保護
10KV供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運行。
3.110KV供電系統(tǒng)的幾種運行狀況
3.1.1供電系統(tǒng)的正常運行這種狀況系指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運行狀況；
3.1.2供電系統(tǒng)的故障這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運行，并有可能使事態(tài)進一步擴大的運行狀況：
3.1.3供電系統(tǒng)的異常運行這種狀況系指系統(tǒng)的正常運行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時的運行狀況。
3.210KV供電系統(tǒng)繼電保護裝置的任務(wù)
3.2.1在供電系統(tǒng)中運行正常時，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據(jù)：
3.2.2如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，它應(yīng)能自動地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行：
3.2.3當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應(yīng)能及時地、準確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。
3.3幾種常用電流保護的分析
3.3.1反時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護雖外部接線簡單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護裝置。
3.3.2定時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關(guān)，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。
繼電器的構(gòu)成。定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。
定時限過電流保護的基本原理。在10kV中性點不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構(gòu)成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預(yù)先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。
第二階段：到了八十年代，晶體管繼電保護得到了快速發(fā)展，如由南京自動化設(shè)備廠與天津大學(xué)合作研發(fā)的500kV晶體管方向高頻保護，成功運用在葛洲壩500kV線路上，這代表著我國繼電保護取得了重大成功。
第三階段：到了九十年代初期，起主導(dǎo)地位的是集成電路保護的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用。例如：由南京電力自動化研究院所研發(fā)的集成電路工頻變化量方向高頻保護，便起到了巨大作用。
第四階段：九十年代初期之后，繼電保護在我國呈現(xiàn)了高速的發(fā)展勢態(tài)。其中的微機線路保護裝置，是在一九九一年通過鑒定的，它是由南京電力自動化研究院研制成功的。微機相電壓補償式方向高頻保護則是在1993年通過鑒定的，它是由天津大學(xué)和南京電力自動化設(shè)備廠合作研發(fā)而成的。當然，原理不同與機型不同的微機線路及主設(shè)備保護，均有著各自的優(yōu)勢，它們?yōu)殡娏ο到y(tǒng)提供了性能及質(zhì)量優(yōu)化的繼電保護裝置。在微機保護裝置的致力研究背景下，基于微機保護軟件及算法等方面均獲得了較為顯著的理論成果。顯然，自九十年代后，我國繼電保護技術(shù)所呈現(xiàn)的發(fā)展趨勢是微機保護。
2電氣工程智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
在此系統(tǒng)當中，將專家系統(tǒng)引進電氣CAD當中，所使用的語言是編譯型TurboPROLOG語言，同時還采取了另外兩種語言與交互的方式編制引入電氣ICAD系統(tǒng)，這兩種語言即為：AutoLISP語言和FOR－TRAN77語言。如此一來，便能夠使各類語言本身的優(yōu)勢得到充分利用，同時也使程序的編制更加簡便。在用戶菜單的設(shè)計的基礎(chǔ)上，進而使系統(tǒng)提供的能力得到了有效補充，并將無功功率補充專家系統(tǒng)，進而以嵌入的方式到達CAD系統(tǒng)當中。通過用戶菜單，用戶能夠非常方便地對自己的工作方式進行選擇。該系統(tǒng)具備的顯著的特點包括：簡潔、直觀且容易被用戶接受等。還能夠讓用戶在短時間之內(nèi)對操作方法進行充分掌握，對相應(yīng)的子模塊極為便利地使用。另外，還降低了設(shè)計的成本，使設(shè)計效率得到有效提高，從而使設(shè)計者的負擔(dān)得到很大程度減輕。
3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改進探究
專家系統(tǒng)對設(shè)計的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及類型知識的描述，表現(xiàn)出了一些明顯的缺陷，主要體現(xiàn)為過于簡單化，不能使系統(tǒng)的通用性與擴展性得到充分滿足。因此，針對這方面的不足，提出通用的知識表示方法便顯得極為重要?；诤暧^層面分析，電氣設(shè)計屬于一個正向推理的過程，使部分初始數(shù)據(jù)來驅(qū)動推理機，進一步實現(xiàn)規(guī)則匹配及沖突的解決，最終得出相應(yīng)的結(jié)論。對于繼電保護系統(tǒng)設(shè)計，這些初始數(shù)據(jù)便是一次系統(tǒng)當中的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對保護系統(tǒng)的設(shè)計要求。對于一些主設(shè)備的繼點保護的初步設(shè)計而言，如變壓器等，所使用的以此系統(tǒng)初始數(shù)據(jù)參數(shù)種類使用關(guān)聯(lián)組元進行表達。其中，關(guān)聯(lián)組員表達形式為：（對象名：屬性名＝屬性值），它與孤立對象屬性概念的描述相適應(yīng)；關(guān)系謂詞表示形式為：（主體對象名，客體對象名：謂詞屬性名＝屬性值），在對事實等一系列知識進行表示的情況下，不但具備對象實體的屬性，而且也具備多個對象間所維系的關(guān)系。對于一個變壓器保護系統(tǒng)框架的主要構(gòu)成，主要包括：系統(tǒng)級、保護方式級以及故障類型保護級等。對于每一級的框架，都擁有相似的結(jié)構(gòu)，同時每一個框架都歸屬于一個更高級的框架。為系統(tǒng)當中一個電流繼電器框架的具體描述過程。此框架表示的對象實體是CR繼電器，系統(tǒng)編號是56，歸屬46號低壓過流保護方式框架。其中最為簡單的屬性槽是“相數(shù)＝1”，它的屬性值在設(shè)計推理中的賦值是由規(guī)則以直接的方式?jīng)Q定的。能在推理過程中以直接的方式賦值的是“Iset=”，或者，在需計算的情況下通過ISETO的調(diào)用對賦值進行計算，另外還能夠?qū)Χㄖ盗斜鞩list有用戶進行調(diào)出，然而以自行的方式對賦值進行選擇。位于框架槽的是“型號=DL233/6”，它能夠?qū)唧w繼電器DL233/6進行引出?？蚣芩憩F(xiàn)出來的嵌套關(guān)系能夠?qū)φw保護系統(tǒng)的描述發(fā)揮重要作用。此框架系統(tǒng)形成了具有復(fù)雜特性的語義網(wǎng)絡(luò)。當中的子框架能夠?qū)Ω缚蚣艿牟壑导s定進行更改或繼承。如此一來，不但能夠使表示的信息能夠節(jié)省，從而降低數(shù)據(jù)冗余；而且還能夠非常簡單地使信息的一致性得到有效維持。
一、繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學(xué)科、繼電保護設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)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(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍，對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)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(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)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(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
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(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)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，結(jié)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(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)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，天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)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，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)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(xué)院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用［5］，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)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(xué)與南京電力自動化設(shè)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(xué)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(shè)備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)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?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代。
二、繼電保護的未來發(fā)展
繼電保護技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
2.1計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機線路保護硬件已經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機保護問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機保護也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機核心部分為基礎(chǔ)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(chǔ)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(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機主設(shè)備保護的硬件也經(jīng)過了多次改進和提高。天津大學(xué)一開始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)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(shè)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(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過16位時在轉(zhuǎn)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(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)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(wù)轉(zhuǎn)換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)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(fā)展初期，曾設(shè)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(shè)想是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)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(jīng)成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機保護裝置結(jié)構(gòu)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(yōu)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(jié)構(gòu)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(huán)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(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)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(jīng)濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。
2.2網(wǎng)絡(luò)化
計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)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(lián)保護外，所有繼電保護裝置都只能反應(yīng)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(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)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(wù))，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對于一般的非系統(tǒng)保護，實現(xiàn)保護裝置的計算機聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應(yīng)保護原理的研究已經(jīng)過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現(xiàn)保護對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現(xiàn)保護的計算機網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)，也能提高保護的可靠性。天津大學(xué)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(tǒng)的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數(shù)相同)母線保護單元，分散裝設(shè)在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據(jù)本回路的電流量和從計算機網(wǎng)絡(luò)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(jié)果證明是母線內(nèi)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(qū)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(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的分布式母線保護原理，比傳統(tǒng)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(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知，微機保護裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發(fā)展的必然趨勢。
2.3保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)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(shè)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(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數(shù)據(jù)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(shè)備旁，將被保護設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾?，F(xiàn)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(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對被保護設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護的研究，已取得初步成果?？梢灶A(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護領(lǐng)域必會得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
三、結(jié)束語
前言
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，微機型保護和故障錄波裝置在系統(tǒng)中所占的比例日益加大，錄取系統(tǒng)故障信息的能力也日益加強。為了充分發(fā)揮微機型裝置的優(yōu)良性能，山西省從97年開始，在經(jīng)過充分調(diào)研及可行性研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了山西電網(wǎng)故障信息分析處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、規(guī)模及其實現(xiàn)方式，確定了系統(tǒng)的技術(shù)方案，并于2000年6月建成系統(tǒng)并投入運行。目前，該系統(tǒng)連接了山西電網(wǎng)十個220KV變電站的微機型保護和故障錄波裝置。
繼電保護故障信息分析處理系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后將完整的保護裝置動作報告和錄波報告迅速傳送到省調(diào)及相關(guān)繼電保護部門，使所有關(guān)心故障狀況的人員（尤其是調(diào)度人員）能及時、準確地掌握電網(wǎng)的故障情況，提高事故的分析處理水平。同時，實現(xiàn)了保護人員在日常運行中對全網(wǎng)微機型保護和錄波裝置運行狀況的動態(tài)、實時監(jiān)測，大大提高了系統(tǒng)保護裝置的健康運行水平。
1系統(tǒng)組成
山西電網(wǎng)故障信息分析處理系統(tǒng)組成如圖一所示。
1.1變電站端
在變電站端設(shè)置專門的子站系統(tǒng)，所有數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的硬件單獨組屏，盡量不影響原有保護和錄波裝置的獨立運行性能。管理屏通過Modem與調(diào)度端中心站連接，通過工控機與現(xiàn)場設(shè)備連接。工控機經(jīng)由插在IPC中的多功能MOXA卡將RS-232信號轉(zhuǎn)換成RS485/422信號，同時進行串行口擴展，經(jīng)雙絞線連接到站內(nèi)微機保護和故障錄波設(shè)備。管理屏裝設(shè)一臺GPS授時裝置，為了盡量減少對運行裝置的影響，GPS僅采用了“軟對時”方式，即GPS只校正工控機的時鐘，工控機再通過串口為所連接的裝置對時。非微機保護裝置及其它監(jiān)控信號以開關(guān)量的方式接入變電站管理屏。
工控機以各連接設(shè)備的通訊協(xié)議接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)格式進行轉(zhuǎn)化，錄波器數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為ANSI/IEEEc37，111-1991COMTRADE格式，保護報告轉(zhuǎn)成文本文件，以TCP/IP協(xié)議與調(diào)度端中心站進行數(shù)據(jù)傳輸。
1.2中心站端
中心站設(shè)一臺通訊主機和一臺數(shù)據(jù)管理服務(wù)器。通訊主機通過MODEM經(jīng)專用微波話路與變電站管理屏連接，系統(tǒng)發(fā)生故障后可同時接收相關(guān)變電站上傳的信息，經(jīng)分析處理后將最終數(shù)據(jù)存入管理服務(wù)器。服務(wù)器負責(zé)存儲、統(tǒng)計所有變電站的信息，對接收的數(shù)據(jù)經(jīng)過初步分析，并經(jīng)維護人員歸納、總結(jié)后通過Internet，每個終端可以共享服務(wù)器提供的標準化數(shù)據(jù)及資源,實現(xiàn)整個局域網(wǎng)對最新故障數(shù)據(jù)的共享。同時，調(diào)度員可以瀏覽管理服務(wù)器上原始的故障數(shù)據(jù)及波形信息。通訊主機與服務(wù)器之間遵循TCP/IP（FTP）協(xié)議。
2系統(tǒng)功能
2.1故障信息的及時、準確處理功能
變電站管理機能自動完成對本站所連接的保護和錄波裝置的正常查詢、動作報告和自檢報告的自動搜集和分析處理，當分析到有保護跳閘報告時能自動撥號將報告上傳至中心站，并在管理機上以醒目的方式就地顯示，實現(xiàn)了對所有連接裝置動作信息的自動管理，提高了故障處理的自動化水平。
管理屏的GPS裝置可以精確地同步各裝置的時鐘，極大地提高了系統(tǒng)故障分析的準確性，消除了因時鐘的影響而造成事故分析不便的隱患。
通過遠傳系統(tǒng)，繼電保護各級管理部門在系統(tǒng)發(fā)生故障時可以及時、準確取得有關(guān)數(shù)據(jù)而無須趕到現(xiàn)場，縮短了處理故障的時間。
中心站后臺軟件具有完善的分析工具對上傳的數(shù)據(jù)進行分析，如故障測距、波形分析、矢量計算、諧波分析等。故障測距提供了多種算法，為故障點的查找?guī)砗艽蠓奖恪ｋp端測距算法的實現(xiàn)，大大提高了故障測距的精確度，這也正是本系統(tǒng)實現(xiàn)的最有效、實用的故障處理功能。
2.2運行設(shè)備的遠方監(jiān)控、維護功能
變電站定時對連接裝置進行巡檢，一旦裝置有自檢異常報告，自動收集并保存，同時可以就地顯示或聲響等方式提醒運行人員。管理機每天自動調(diào)取一次各裝置定值，也可由中心站遠方操作隨時調(diào)取裝置定值?？勺詣佑涗浗尤胱冸娬竟芾砥恋拈_關(guān)變位情況并給出漢化的變位信息和有關(guān)提示。
在中心站可以遠方調(diào)取各連接裝置的實時采樣數(shù)據(jù)及波形、裝置自檢報告、開關(guān)變位狀況、當時定值等，監(jiān)視裝置的運行狀況。對錄波裝置，還可以實現(xiàn)遠方啟動錄波的功能。
2.3故障信息的管理、統(tǒng)計功能
中心站服務(wù)器管理系統(tǒng)的設(shè)計基于Browser/Server模式，采用滿足國際技術(shù)標準的通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)庫環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理功能。接入本系統(tǒng)的所有裝置的動作信息、自檢信息及錄波數(shù)據(jù)都記錄在數(shù)據(jù)庫中，可以方便地進行不同條件的查詢和統(tǒng)計，如按照單位、廠站、線路名、開關(guān)號、保護及錄波裝置型號等，同時，要求該軟件具備查詢或統(tǒng)計后相應(yīng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存、備份、刪除等功能。
2.4圖形功能
中心站通訊機可顯示山西電網(wǎng)地理接線圖，通過點擊地理接線圖中任一變電站可調(diào)出該變電站的主接線圖及保護、錄波裝置的配置圖，點擊任一裝置即可調(diào)出該裝置的歷史數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)發(fā)生故障，有報告?zhèn)鞯街行恼緯r，變電站主接線圖中有明顯標志自動顯示故障報告的存在。圖形具有方便的編輯功能，如添加、刪除設(shè)備等。
3使用情況
3.1連接裝置
山西電網(wǎng)故障信息分析處理系統(tǒng)連接了目前使用較多的微機型線路保護和故障錄波裝置及部分變壓器保護，還接入了部分開關(guān)量信號。
線路保護裝置：南自廠生產(chǎn)的WXB-11C/15型保護和南瑞生產(chǎn)的LFP-900系列保護
故障錄波裝置：南京銀山公司生產(chǎn)的YS-8A錄波器和電自院遠動室、深圳深寧公司生產(chǎn)的WDS-2B錄波器
變壓器保護裝置：南自廠生產(chǎn)的WBZ-03、04保護和南瑞生產(chǎn)的LFP-970系列保護
開關(guān)量信號：根據(jù)各廠站的需要接入目前無法監(jiān)測到的信號。如各電壓等級母線接地信號、裝置直流電源消失信號等。
裝置的連接過程中，LFP-900系列保護和YS-8A錄波器比較容易接入，后臺接收的信息也與裝置本體差不多，但對于早期投產(chǎn)的微機型裝置，如WXB-11線路保護、WBZ-03/04變壓器保護及WDS-2B錄波器，如果進行組網(wǎng)，必須對設(shè)備進行升級。WXB-11需升級為WXB-11C型，WBZ-03/04變壓器保護，原裝置的運行程序沒有聯(lián)網(wǎng)功能，需要對程序進行修改，而WDS-2B錄波器需升級為WDS-2E型。對于這些裝置的聯(lián)網(wǎng)，需要做的工作很多，但聯(lián)網(wǎng)后調(diào)取的信息非常有限，上傳報告的內(nèi)容比裝置本體打印的內(nèi)容少得多，運行中還存在許多問題，如WXB-11C/15保護，只能調(diào)取兩個周波的故障波形，運行中經(jīng)常出現(xiàn)無法與變電站管理屏通訊的情況，原因是保護裝置的打印機卡紙，卡紙時保護串口不進行通訊；WBZ-03/04保護組網(wǎng)后，WBZ-03裝置不能調(diào)取定值，WBZ-04裝置調(diào)取的定值有一項錯誤。所以，在建立保護故障信息系統(tǒng)時，早期的微機型裝置是否接入，其必要性有待于進一步探討。
3.2系統(tǒng)特點
（1）保護及錄波裝置的動作、自檢報告在變電站端經(jīng)過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后，文件體積比較小，傳輸速率較高，同時，通訊模塊軟件支持斷點續(xù)傳，縮短了占用通道時間，提高了遠傳成功率。
（2）對變電站連接的各種裝置的通信軟件采用了模塊化設(shè)計。對不同廠站的設(shè)備通過連接裝置的設(shè)置完成通訊軟件設(shè)置，而無需重新編制軟件，當變電站擴容或設(shè)備變更時，站端軟件調(diào)整、維護工作量小，使用方便。
（3）中心站軟件具備靈活、豐富的故障分析功能?？梢燥@示有關(guān)電氣量的曲線和相量，當光標在曲線上移動時，可實時顯示光標所在位置各電氣量的有效值、瞬時值、相角、諧波值等；可對選定的曲線進行疊加、拉伸、壓縮、放大、縮小等顯示。
（4）提供了對故障線路的多種測距算法，有單端測距、雙端測距、對側(cè)助增測距。
3.3存在問題商榷
山西電網(wǎng)故障信息分析處理系統(tǒng)于2000年6月投入試運行，運行期間經(jīng)歷了十多次系統(tǒng)故障，故障報告基本完整，但時效性不佳。根據(jù)運行情況分析，有一些問題值得在建設(shè)信息系統(tǒng)時引起重視：
1、為了確保電網(wǎng)故障時故障數(shù)據(jù)自動上傳的時效性、準確性，中心站與變電站之間傳輸通道最好是數(shù)據(jù)網(wǎng)通道。在不具備數(shù)據(jù)網(wǎng)而用微波電話傳輸時，要求通訊軟件具有很強的容錯能力，否則難以實現(xiàn)電網(wǎng)故障時故障數(shù)據(jù)的自動上傳，中心站向下訪問也容易受阻，大大影響了對電網(wǎng)故障的判斷、處理。
2、變電站端系統(tǒng)連接保護及錄波設(shè)備后，抗干擾問題應(yīng)予以高度重視。保護和錄波裝置連接的規(guī)約轉(zhuǎn)換盒應(yīng)是有源設(shè)備，以提高其抗干擾能力。從保護串口到變電站管理屏的整個回路（包括規(guī)約轉(zhuǎn)換盒、雙絞線、串口轉(zhuǎn)換及擴展MOXA卡）的抗干擾能力都應(yīng)滿足抗干擾的要求。
3、故障信息系統(tǒng)建設(shè)時應(yīng)同時建立起變電站二次設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫由變電站端系統(tǒng)填寫和修改，與變電站主接線圖、二次設(shè)備分布圖的繪制相結(jié)合，一次完成。調(diào)度端中心站可以調(diào)用該數(shù)據(jù)庫并可實現(xiàn)所有聯(lián)網(wǎng)變電站二次設(shè)備參數(shù)的查詢、統(tǒng)計等管理功能。
4、變電站管理機不僅要實現(xiàn)對連接設(shè)備的訪問，而且要進行智能管理。如對設(shè)備的定值、定值區(qū)號、開入量、連接情況等進行監(jiān)視，記錄其變更時間及變更內(nèi)容，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級別進行相應(yīng)處理。
5、變電站端與保護和錄波裝置通訊的管理軟件時序配合上應(yīng)合理，應(yīng)能確保與設(shè)備連接暢通，否則變電站管理屏經(jīng)常出現(xiàn)與設(shè)備連接不上的現(xiàn)象。
6、中心站對變電站端設(shè)備的訪問不能僅通過一臺通訊主機進行，MIS網(wǎng)上已被授權(quán)的其它終端應(yīng)能通過該機訪問變電站設(shè)備。
4結(jié)束語
繼電保護故障信息分析處理系統(tǒng)的開發(fā)和使用，標志著繼電保護專業(yè)的技術(shù)管理水平登上一個新臺階，為電力系統(tǒng)故障的準確分析、及時處理提供了重要的依據(jù)和手段。它的建立，為今后繼電保護動作行為進行智能化分析和仿真，為保護專家系統(tǒng)的建立奠定了基礎(chǔ)，必將為電力系統(tǒng)的安全可靠運行做出貢獻，為提高各專業(yè)技術(shù)管理的自動化水平發(fā)揮愈來愈大的作用。
繼電保護故障信息管理系統(tǒng)的主站由通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、全場信息管理系統(tǒng)、全場監(jiān)控信息系統(tǒng)、工作站、電力系統(tǒng)隔離裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機等部分組成。主站負責(zé)對子站上傳的數(shù)據(jù)進行存儲和分析，它擁有一個龐大的歷史信息數(shù)據(jù)庫，根據(jù)實際運行功能提供監(jiān)查、運算分析、調(diào)控決策及制定檢修計劃。這些信息是主站運行的主要數(shù)據(jù)，為高層管理用戶提供豐富的數(shù)據(jù)信息，并與其他站、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)庫相連，達成數(shù)據(jù)共享?；痣姀S中的web服務(wù)器在原管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上能夠瀏覽、查閱部分數(shù)據(jù)，并在權(quán)限設(shè)置下，通過監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息。全場由一個主站控制，其包括網(wǎng)絡(luò)、站點、服務(wù)器等均在同一網(wǎng)段內(nèi)，將火電廠的GPS數(shù)據(jù)信息與主站中收集到的信息進行校對，數(shù)據(jù)的可靠性提高?；痣姀S監(jiān)控、保護的對象多，繼電保護系統(tǒng)中的子站可以通過主站中的網(wǎng)絡(luò)交換機傳輸數(shù)據(jù)，達到共享。機組中繼電保護設(shè)備的種類也較多，可以通過GPS數(shù)據(jù)與主站系統(tǒng)中數(shù)據(jù)設(shè)置同步，達成共享。
（2）采集站的作用
采集站是火電廠繼電保護故障信息管理系統(tǒng)的終端數(shù)據(jù)采集單元，采集站分布于各個用電系統(tǒng)的配電室中，對常用負荷保護裝置進行監(jiān)控、檢測，所采集的信息均在監(jiān)控、檢測范圍內(nèi)，并通過端口與其他采集站相連，在統(tǒng)一的信息平臺中進行數(shù)據(jù)共享。
（3）分系統(tǒng)子站的作用
分系統(tǒng)子站中的數(shù)據(jù)來源于采集站，通過計算機管理采集到的測量、保護、控制、故障信息，與主站連接，將整理后的數(shù)據(jù)傳送至主站。采集站中的數(shù)據(jù)能夠滿足子站所需，包括保護信息、監(jiān)控信息、PLC控制器信息、故障錄波器信息等。
2繼電保護故障信息管理系統(tǒng)應(yīng)用評價
火電廠繼電保護故障信息管理系統(tǒng)是對火電廠用電裝置、調(diào)度、信息、故障管理、監(jiān)控等信息的統(tǒng)一管理平臺，通過主站收集的采集站、子站的信息，對信息進行儲存和分析，達到數(shù)據(jù)共享并應(yīng)用。新建設(shè)的繼電保護故障信息管理系統(tǒng)的主要特點是具有人機界面，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化操作，使電廠中一次電氣主接線路設(shè)備的運行狀態(tài)直接顯示，能對保護故障信息管理系統(tǒng)的功能需求進行設(shè)定。該集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、系統(tǒng)化的管理系統(tǒng)，能對采集到的信息精準的計算分析、歸納整理，對有效數(shù)據(jù)進行存儲。此系統(tǒng)的建立很大程度上減輕了繼電保護工作人員的實地勘察工作，取代了人力的抄表、運算、分析等工作，采用計算機計算數(shù)據(jù)，避免了人工計算出現(xiàn)誤差，提高工作效率的同時，對故障信息也能實時監(jiān)控，在管理系統(tǒng)中實現(xiàn)可視化，為繼電保護人員的調(diào)度策略和檢修計劃提供準確的參考依據(jù)。本文研究的火電廠嵌入式繼電保護故障信息管理系統(tǒng)還較為淺顯，應(yīng)該從多方面作深入性研究，例如，本文未涉及到的發(fā)電機、變壓器等主設(shè)備的診斷、監(jiān)控，在日后的研究中應(yīng)該結(jié)合工作人員的經(jīng)驗建立更為完善的故障信息管理系統(tǒng)，將火電廠與電網(wǎng)繼電保護故障信息管理系統(tǒng)相結(jié)合，為火電廠的運行實現(xiàn)智能診斷、準確定位、科學(xué)分析。
2繼電保護裝置維護的必要性分析
2.1繼電保護裝置維護的原因
繼電保護裝置廣泛用在變電站、發(fā)電廠內(nèi)，主要工作內(nèi)容是用來檢測電網(wǎng)運行、記錄故障以及控制斷路器工作，進而保證電網(wǎng)正常、可靠地運行。計算機技術(shù)、電子技術(shù)以及通訊技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展、規(guī)模的不斷擴大和電壓等級的不斷提高對繼電保護提出許多新的要求。正是由于繼電保護對電力系統(tǒng)的重要性，因此，繼電保護裝置可能存在的故障，就直接關(guān)系到了繼電保護裝置的維護好壞對于電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)方面產(chǎn)生的作用。繼電保護裝置可能存在的故障有：一是繼電器觸點松動、開裂或是觸點尺寸位置出現(xiàn)偏差，影響到了繼電器接觸的可靠性，觸點就是繼電器完成切換負荷的電接觸元件；二是繼電器玻璃絕緣子出現(xiàn)損傷問題，繼電器的絕緣子是由金屬插腳以及玻璃經(jīng)過燒結(jié)而成，在日常的繼電器保護裝置的維護方面，由于調(diào)整、運輸?shù)犬a(chǎn)生的插腳彎曲，而產(chǎn)生玻璃絕緣子開裂，造成繼電器保護裝置無法可靠通斷；三是由于繼電器自身的參數(shù)設(shè)置不當，造成電磁繼電器的鉚裝處松動或結(jié)合強度差。四是繼電器保護裝置的線圈故障問題，由于繼電器所使用的線圈種類繁多，當線圈多個交叉放在一起時，就容易產(chǎn)生碰撞交連，一旦將其分開，就容易產(chǎn)生斷線。綜上所述，由于繼電氣保護裝置中所存在的問題，在對其進行維護時，應(yīng)基于以下幾個要求，積極地對其進行維護，以保障電力系統(tǒng)安全運行。
2.2電力系統(tǒng)繼電保護裝置維護的要求
依據(jù)繼電保護裝置在整個電力系統(tǒng)中所承擔(dān)的任務(wù)，對于繼電保護裝置的維護應(yīng)基于選擇性、快速性、靈敏性、可靠性這“四性”的基本要求上。選擇性是指在對電網(wǎng)影響最小的地方實現(xiàn)斷路器的控制與操作，即斷開距離事故點最近的開關(guān)設(shè)備，從而保證供電系統(tǒng)的其他部分能正常運行。選擇性除了決定于繼電保護裝置自身的性能外，還應(yīng)從滿足電源預(yù)算開始，愈靠近產(chǎn)生故障的點，對于繼電保護裝置產(chǎn)生的故障啟動值愈小，產(chǎn)生操作所需要的時間就會越短。快速性是指一旦電路系統(tǒng)產(chǎn)生短路，繼電器保護裝置能夠在最短的時間內(nèi)將故障所影響的范圍控制在最小的范圍內(nèi)，以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。繼電器保護裝置的維護能夠減輕故障元件的損壞程度，提高線路故障后自動重合閘的成功率，并特別有利于故障后的電力系統(tǒng)同步運行的穩(wěn)定性。靈敏性是指是指繼電保護對設(shè)計規(guī)定要求動作的故障和異常狀態(tài)能夠可靠動作的能力。當影響電力系統(tǒng)正常運行的故障產(chǎn)生時，繼電保護裝置能夠靈敏的感受并進行靈敏的操作，以保證保護裝置的靈敏性系數(shù)的衡量。繼電保護裝置的維護能夠在實際的運行中對繼電保護裝置的靈敏性給與具體的指標，并在一般的繼電保護設(shè)計與運行規(guī)程中進行具體的操作。可靠性是指保障繼電保護裝置自身在保障電力系統(tǒng)正常運行的可靠性，因而可以分為信賴性以及安全性兩大方面。對其進行維護是要促使其能夠準確的完成原本設(shè)計中所要求的一系列動作，以及在非設(shè)計要求動作的情況下，能夠保證其可靠地不動作。
3電力系統(tǒng)繼電保護裝置進行維護的措施
3.1檢驗繼電保護裝置
在對繼電保護裝置進行檢驗的過程中，對于以下幾方面內(nèi)容應(yīng)給予及時的關(guān)注：首先，整組實驗以及電流回路升流實驗放在試驗檢測的最后實施；二是上述兩項工作的完成，就嚴禁再次拔出插件、改變定值區(qū)以及改變二次回路等工作；三是在定期檢驗中，在檢驗完成后設(shè)備投入運行，但是缺少負荷的情況下，不能測量負荷向量和打印負荷采樣值。
3.2保證定值區(qū)的正確性
