继电保护中的信息技术应用

　　传统的继电保护专业性很强，并以“事先整定、实时动作、定期检验”为其特征，很少触及到装置或系统的经常自检、远方监控、信息共享、动态修改定值的自适应等问题。

　　当代继电保护技术的发展，正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术(IT)领域，从而导致了上述传统格局的变化。由于继电保护在电力系统安全运行中所处的重要地位，这样的发展必然是渐进的。

　　当前，继电保护中信息技术的特征，主要表现在以下几个方面：

　　(1) 自诊断和监视报警；
　　(2) 远方投切和整定；
　　(3) 信息共享，多种保护集成；
　　(4) 促使综合自动化的发展；
　　(5) 波形识别，由稳态发展到暂态；
　　(6) 提供动态修改定值的可能。

1、继电保护进入IT领域的发展过程

　　继电保护进入信息技术领域，是计算机技术、通信技术和数字信号处理(DSP)技术发展的结果。
早期，电力系统的安全运行主要靠“事先整定、实时动作”的各种继电保护和自动重合闸等当地的自动装置来保证。即使远动装置的出现，承担了远方监视调度的“四遥”功能，甚至实现了无人值班变电站和水电站，但上述保证安全运行的格局仍未改变。

　　计算机进入调度以后，一度发生过计算机和远动两个专业的交叉。在我国，差不多经过一个年代的时间，才在监视控制和管理系统SCADA/EMS/DMS的旗帜下，把调度所内的“远动”和“计算机”统一到“自动化”上来。此时，传统的继电保护和自动装置功能，不仅巍然不动，而且还发展了“故障测距”、“故障录波”等现场自动装置。

　　但是，随着计算机技术、通信技术和数字信号处理(DSP)技术的发展，这个格局受到了冲击，慢慢地发生了变化。这个变化，首先是从远动专业开始的。

　　80年代末90年代初，数字信号处理(DSP)技术的应用，导致免变送器RTU的问世。而免变送器RTU的问世，不仅使得随一次设备分散布置的分散式RTU很快地发展起来，而且还提供了强有力的功能综合优化手段。如电压、功率和电度的测量，以前需要通过三种不同的变送器来实现，而免变送器的RTU直接从CT、PT采样电流电压波形，通过分析计算，不仅可以得出电压、有功无功功率和有功无功电度，还可对基波与谐波进行分析，进一步计算出功率因数、频率以及零序负序参数等的值。在变电站自动化中，这种分散布置的RTU模块通称为测量控制单元或I/O单元。

　　与此同时，变电站站内传统的各种继电保护和重合闸、故障测距、故障录波等自动装置，同样受到DSP的冲击。直接从CT、PT采样电流电压波形，通过分析计算，不仅可以对各种继电保护的运行值和整定值进行比较，实现其保护功能。而且，还可和重合闸、故障测距、故障录波、小电流接地系统单相接地选线等功能综合在一起，随一次设备分散布置。在变电站自动化中，这种分散布置的保护和自动装置模块通称为保护单元。

　　I/O单元和保护单元的出现，使得传统的集中控制的变电站自动化系统除变电站级的中央单元外，增加了一层由I/O和保护单元组成的间隔级（bay level）。因此，I/O和保护单元有时也统称为间隔级单元。不同的是，I/O单元主要是面向正常运行方式，而保护单元则是用于故障环境。因此，两者对CT变比的要求是不同的。

　　中央单元和间隔级单元之间一般采用光缆连接, 并通过信息共享实现诸如“室内五防、室外四防”的软件闭锁，取代或简化传统上较为复杂的二次闭锁回路。此外，中央单元还承担少量公用的I/O和管理任务，如接入对时用的全球定位系统(GPS)信息、无人值班时的入门监视和烟雾报警，以及和环网上的FTU配合实现信息转发、环网控制和接地选线等。这样，通过高一层次的综合优化，组成了变电站的自动化系统。

　　由于这种分散式的变电站自动化系统具有节约投资和安全可靠的特点，在配电到输电变电站的无人值班设计中，得到了广泛的应用。如1994年10月，华北电力集团公司输变电访日代表团去日本考察的东山梨500　kV变电站、新西广岛500　kV变电站和九州电力公司500kV中央变电站，都是采用分散布置的自动化系统。

　　应该看到：由计算机技术、通信技术和数字信号处理技术带动的信息化方向，从远动开始、经继电保护和自动装置，正向传统的能量计费领域挺进。

[$page]2、数字信号处理DSP技术的发展

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