繼電保護(hù)測(cè)試儀的發(fā)展
----微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀
繼電保護(hù)技術(shù)(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)是隨電力系統(tǒng)的發(fā)展m發(fā)展起來(lái)的.電力系統(tǒng)發(fā)生短路是不。f避免的,半隨著短路,電流增^。勾避免發(fā)電機(jī)被燒壞,zui早將熔斷器串聯(lián)于供電線(xiàn)路葉1,當(dāng)發(fā)生短嶄時(shí),短路電流首先熔斷熔斷器.短路的沒(méi)備斷肝,保護(hù)丁發(fā)電機(jī)。這種保護(hù)方式,由f簡(jiǎn)爭(zhēng),時(shí)至今日仍廣泛應(yīng)用于低壓線(xiàn)路和用電設(shè)備。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,用電設(shè)備功率和發(fā)電機(jī)容量的增大(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀),電力剛接線(xiàn)的日益復(fù)雜.熔斷器已不能滿(mǎn)足選擇性和快速性的要求。于是L890年后m現(xiàn)T直接裝于斷蹄器 1.反應(yīng)一次電流的電磁型過(guò)電流繼電器。20世紀(jì)初-繼電措開(kāi)始r泛異l十電力系統(tǒng)的保護(hù),這被認(rèn)為是繼電保護(hù)(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)技術(shù)發(fā)展的開(kāi)端。
1 9[)1年fl{現(xiàn)T感成型過(guò)電流繼電器。l908年提小r比較被保護(hù)元fl兩端電流的電流謄動(dòng)保護(hù)原理。1910年方向性電流保護(hù)(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)開(kāi)始應(yīng)Hj,并Hl現(xiàn) r將電流與電壓相比較的保護(hù)原哩,促使l920年后距離保護(hù)裝置的m現(xiàn)。隨著電力線(xiàn)載波技術(shù)的發(fā)展,在1927年前后,m觀(guān)r利用高壓輸電線(xiàn)載波傳送輸電線(xiàn)兩端功率療向或電流相位的高頻保護(hù)裝置。1950年,畦m r利用故障點(diǎn)產(chǎn),F(xiàn)的行波實(shí)現(xiàn)陜速保護(hù)的l殳想,在1 975年前后誕生r行波保護(hù)裝置。[980年前后反應(yīng)l頻故障分量(或稱(chēng)l.頻突1變量)原理的憚護(hù)被大量研究-1 990年君濠原理扮保護(hù)裝置被廣泛應(yīng)用。
與此同時(shí),隨著材料,器件、制造技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展.繼電保護(hù)裝置(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)的結(jié)構(gòu)、型式和制造工藝也發(fā)牛著巨大的變化,經(jīng)歷r機(jī)電式保護(hù)裝置、靜忐繼電保護(hù)裝置和數(shù)字繼電保護(hù)牲置二大發(fā)展階段。
機(jī)電式保護(hù)裝置足巾具有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件帶動(dòng)觸電斗合的機(jī)電式繼電器所組成,如電磁型、感應(yīng)型和電動(dòng)型繼電器(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀).山于其l作比較可靠,不需要外加T作電鍋【,抗十?dāng)_性能好-使用r相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間.特別是單個(gè)繼電器目前仍在電力系統(tǒng)中廣泛使用。但這種保護(hù)裝置(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)體積大、動(dòng)作速度慢、觸點(diǎn)易磨損和粘連.難以滿(mǎn)足超高壓、大容量電力系統(tǒng)的需要。
20 t}|=紀(jì)50年代,隨著晶體管的發(fā)展,出現(xiàn)了品體管式繼電保護(hù)裝置。這種保護(hù)裝置體積小、動(dòng)作速度快、無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分、無(wú)觸點(diǎn)。{:|={烯過(guò)20余年的研究與實(shí)踐-其抗干擾問(wèn)題才從理論和宴踐上得到滿(mǎn)意的解決.20廿r紀(jì)70年代晶體管式保護(hù)存我國(guó)被大量采用。集
成電路技術(shù)的發(fā)展使眾多的晶體管可以集成在一塊芯片上.從而出現(xiàn)了體積更小、丁作更可靠的集成電路元件。20世紀(jì)80年代后期,靜態(tài)繼電保護(hù)裝置由晶體管式向集成電路式過(guò)渡,成為該種保護(hù)的主要形式。
在20世紀(jì)60年代末,已有了用小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的設(shè)想,但由于當(dāng)時(shí)小型計(jì)算機(jī)價(jià)格昂貴,難于實(shí)際采用。因此開(kāi)始了對(duì)繼電保護(hù)計(jì)算機(jī)算法的大量研究,為后來(lái)微機(jī)式保護(hù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。隨著微處理器技術(shù)的快速發(fā)展和價(jià)格的急劇下降,在20世紀(jì)70年代后期,出現(xiàn)了性能比較完善的微機(jī)保護(hù)樣機(jī)并投人系統(tǒng)試運(yùn)行。20世紀(jì)80年代微機(jī)保護(hù)在硬件結(jié)構(gòu)和軟件技術(shù)方面已趨成熟,進(jìn)入90年代,微機(jī)保護(hù)已在我國(guó)大量應(yīng)用,主運(yùn)算器南8位機(jī)、16位機(jī),發(fā)展到目前的32位機(jī);數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理器件由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、電壓頻率轉(zhuǎn)換器(VFC),發(fā)展到數(shù)字處理器(DSP)。這種由計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成的繼電保護(hù)稱(chēng)(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)為數(shù)字式繼電保護(hù)。
在我國(guó),數(shù)字式繼電保護(hù)(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)起步比先進(jìn)同家大約遲10年。但經(jīng)過(guò)我國(guó)繼電保護(hù)工作者l0年左右的奮斗,到80年代末,I{算機(jī)繼電保護(hù)特別是輸電線(xiàn)路的微機(jī)保護(hù)已達(dá)到了大量采用的程度,在東北電力系統(tǒng)、河北電力系統(tǒng)等地方,由于運(yùn)行部門(mén)的重視,其普及程度更高。到90年代中期.其在其他各個(gè)電力系統(tǒng)也已得到不同程度的推廣。
我國(guó)的*代微機(jī)距離保護(hù)裝置MDP一1型于l984年南原華北電力學(xué)院研制成功,并通過(guò)科研鑒定投人試運(yùn)行。其特點(diǎn)是采用單CPU總線(xiàn)結(jié)構(gòu),多路轉(zhuǎn)換是ADC模式。
j 990年5月,原華北電力學(xué)院研制出第二代微機(jī)保護(hù)裝置,其典型產(chǎn)品代表為H一11、B ll型。該保護(hù)裝置的特點(diǎn)是采用多CPU并行結(jié)構(gòu),總線(xiàn)不引出插件,ADC采用VFC方式,使保護(hù)精度、速度、可靠性均有犬幅提高。
90年代中期,華北電力大學(xué)和北京哈得威四方保護(hù)與設(shè)備控制公司研制的CS系列可以稱(chēng)為第三代微機(jī)保護(hù)裝置。其典型產(chǎn)品代表為CSl?!?1系列(線(xiàn)路)、CST 200。該保護(hù)裝置的特點(diǎn)為:采用不擴(kuò)展的單片機(jī),總線(xiàn)不引出芯片,具有先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)(RS 485/422、CAN BUS、PROFI BUS等總線(xiàn)接口),支持變電站綜合自動(dòng)化。
90年代后期,南瑞公司研制出第四代微機(jī)保護(hù)裝置,其典型產(chǎn)品代表為L(zhǎng)FP 900系列、RCS 9000系列。該保護(hù)裝置的特點(diǎn)為:采用反映故障分量的保護(hù)原理,動(dòng)作速度快,超高壓保護(hù)動(dòng)作30ms,超越動(dòng)作10--14ms。
微機(jī)保護(hù)具有強(qiáng)大的計(jì)算、分析和邏輯判斷能力,優(yōu)良的存儲(chǔ)記憶功能,因而可以實(shí)現(xiàn)性能完善且復(fù)雜的保護(hù)原理。微機(jī)保護(hù)可連續(xù)不斷地對(duì)本身的T作情況進(jìn)行自檢,其工作可靠性很高。此外,微機(jī)保護(hù)可用同一硬件實(shí)現(xiàn)不同的保護(hù)原理,這使得保護(hù)裝置的制造夫?yàn)楹?jiǎn)化.也容易實(shí)行保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)化。微機(jī)保護(hù)除了具有保護(hù)功能外,還可有故障錄渡、故障測(cè)距、事件順序記錄以及網(wǎng)絡(luò)通信等輔助功能,這對(duì)簡(jiǎn)化保護(hù)的調(diào)試、事故分析和事故后的處理等都有重大意義。
由于微機(jī)保護(hù)裝置(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)的巨大*性和潛力,因而受到了運(yùn)行人員的廣泛歡迎??梢哉f(shuō)微機(jī)保護(hù)代表著電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的未來(lái)。
20世紀(jì)90年代后半期.在數(shù)寧式繼電保護(hù)(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)技術(shù)和調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的支撐下,變電站自動(dòng)化技術(shù)和無(wú)人值班運(yùn)行模式得到迅速發(fā)展,融測(cè)量、控制、保護(hù)和通信為一體的變電站綜合自動(dòng)化裝備,已成為目前我國(guó)絕大部分新建變電站的二次裝備,繼電保護(hù)(微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀)技術(shù)與其他學(xué)科的交叉、滲透日益深入。