【導(dǎo)讀】電氣與電子工程學(xué)院。電氣工程及其自動(dòng)化。外文翻譯（原文）

　　

【正文】 完成了繼電保護(hù)研究，設(shè)計(jì)，制造，運(yùn)動(dòng) 和教學(xué)的完整體系。這是一個(gè) 機(jī)械和電氣繼電保護(hù)繁榮 的時(shí)代 ，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 從 50 年代末，晶體管繼電保護(hù)已 經(jīng) 開始 在我國 研究。 在 60 年代到 80 年代中 是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和 廣泛 應(yīng) 用的時(shí)代。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備合作研究 500kV 晶體管方向高頻保護(hù)的晶體管高頻塊與南京電力自動(dòng)化研究院開發(fā)的系統(tǒng)是遠(yuǎn)離的保護(hù)， 對 葛洲壩 500 kV 線路 進(jìn)行操作 ，開始進(jìn)入 500kV線路保護(hù)完全不依靠從國外進(jìn)口的 重要 時(shí)代 。 從 70 年代開始， 是 基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)研究。在 80 年代集成電路的保護(hù)，逐漸取代晶體管保護(hù) ，最終 已形成完整的系列。 集成電路保護(hù)的 開發(fā)，生產(chǎn)，應(yīng)用 到 90 年代仍然占 主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù) 的 時(shí) 代 。集成電路的工作變頻量的方向發(fā)展，在這方面 ， 南京電力自動(dòng)化研究院高頻保外文翻譯（ 譯文） 13 護(hù) 起著 的重要作 用，天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備合 開 發(fā) 的 集成電路相電壓補(bǔ)償式 高頻 方向 保護(hù)在多條 220kV 和 500kV 線路上 得到應(yīng)用 。 我國從 70 年代末即開始在計(jì)算機(jī)繼電保護(hù) 方面的研究，高等院校和科研院體現(xiàn)出了 先進(jìn)的功能。華中科技大學(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(dòng)化研究的研究所后，根據(jù)在 不同 的 原則 ，不同的模式 上 ，另一種 微機(jī)保護(hù)裝置 開始出現(xiàn) 。 1984 年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中找到應(yīng)用程序，打開了我國繼電保護(hù)歷史新的一頁，為微 機(jī)保護(hù)的推廣鋪平 了道路。在主機(jī)設(shè)備的保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中科技大學(xué) 開發(fā)的發(fā)電機(jī)失 去 磁保護(hù) 技術(shù) ， 發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī) 、 變壓器 保護(hù)也相繼于 1989 年， 1994 年通過鑒定，投入 到 運(yùn)行 之中 。南京電力自動(dòng)化研究院開發(fā)微機(jī)線路保護(hù)裝置也于 1991 年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備合作開發(fā)微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作開發(fā)正序擊穿分量方向高頻保護(hù) ， 也相繼于 1993 年， 1996 年通過鑒定。 在不同的原則，不同類型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)獨(dú)特 之上 ， 又 提供 了一批新的新一代電力系統(tǒng)的優(yōu)良性能，功能 已經(jīng)完善 ，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微電腦方面等保護(hù)軟件，算法 上 也取得了很多的理論結(jié)果。 可以說從 90 年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)入微機(jī)保護(hù)的時(shí)代 。 2 繼電保護(hù)的未來發(fā)展 繼電保護(hù)技術(shù)未來的趨勢將是向 著 計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)，控制，調(diào)查和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。 計(jì)算機(jī)化 隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅速 發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷 地 發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了 3 個(gè)發(fā)展歷程 ：從 8 個(gè) CPU 結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)出版，不 到 5 年的 發(fā)展 時(shí)間，多 CPU 結(jié)構(gòu)，后者 已經(jīng) 發(fā)展為主線，確實(shí)不能 離開模塊的大模塊化結(jié)構(gòu)，性能提高很大，得到了廣泛應(yīng)用。華中科技大學(xué)的發(fā)展也從 8 個(gè) CPU 的微機(jī)保護(hù)，發(fā)展 成 以 采取工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的 32 微機(jī)保護(hù)。 外文翻譯（ 譯文） 14 南京電力自動(dòng)化研究院從一開始就開發(fā)了 16 個(gè) CPU 為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)，獲得大面積推廣，目前也正在研究 32 個(gè)微機(jī) 保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)開發(fā)的微機(jī)主機(jī)設(shè)備的保護(hù)也通過了多次改進(jìn)和增強(qiáng) 。從一開始，天津大學(xué)的發(fā)展需要超過 16 個(gè) CPU 為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)，在 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(hù)，控制，調(diào)查一體化微機(jī)裝置，目前在珠海 自動(dòng)化設(shè)備公司 合作開發(fā)的一種功能齊全的 32 個(gè)大模塊，一個(gè)模塊是小型機(jī)。使用 32 微型芯片，只專注沒有精度的手段，因?yàn)榫鹊?A/D 轉(zhuǎn)換分辨率的限制，超過時(shí)間 16 所有被接受的轉(zhuǎn)化率和成本方面的困難 。 32 個(gè)微型芯片有很更重要的、 非常高的工作頻率和計(jì)算速度，高集成度非常大的尋址空間，豐富的指揮系統(tǒng)和許多輸入插座。 CPU 寄存器，數(shù)據(jù)總線，地址總線都是 32 位 ，具有內(nèi)存管理功能，存儲器保護(hù)功能和責(zé)任的轉(zhuǎn)換功能，（緩存）和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在 CPU 的高速緩存。 在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高 的情況下 ，除了保護(hù)的基本功能，還應(yīng)該有與其他大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存儲空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通信能力，保護(hù)，控制裝置和調(diào)度通過網(wǎng)絡(luò)分享 整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高階語言編程等。這就要求 微機(jī)保護(hù)裝置相當(dāng)于一臺 PC 機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾經(jīng)設(shè)想 與小型機(jī)的繼 電保護(hù)裝置。當(dāng)時(shí)因?yàn)?體積大，成本高，可靠性差，這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的?，F(xiàn)在，隨著微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能，速度快，存儲容量大大超過了同年的小機(jī)器，因此，提出了一套完整的工控機(jī)的機(jī)會已經(jīng)成熟的繼電保護(hù)，這將 是 其中微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方 向之一。天津大學(xué)已開發(fā)的繼電保護(hù)裝置，程永通微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同不低于工控機(jī)執(zhí)行，以改變?nèi)藶榈刈兂伞＿@種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)包括：具有的 486PC 機(jī)功能齊全，能 夠 滿足各種功能要求，這將保護(hù)當(dāng)前和未來微機(jī)。規(guī)模和結(jié)構(gòu)與目前的微 機(jī)保護(hù)裝置相似，工藝精良，具有防震 ，防電磁干擾能力，可移動(dòng)，在非常嚴(yán)重的工作條件 下 ，成本可以接受。使用的 STD 主線或 PC主線，硬件調(diào)制，可以選擇不同的模塊 ，對于不同的保護(hù)，配置靈活，易于擴(kuò)展。 外文翻譯（ 譯文） 15 繼電保護(hù)裝置，計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。如何，但以滿足電力系統(tǒng)的要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可 靠性，如何獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，還必須進(jìn)行專門的深入研究。 網(wǎng)絡(luò) 化 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息時(shí)代的信息和數(shù)據(jù)通信工具的技術(shù)支柱，導(dǎo)致了人類的生產(chǎn)和社會生活中出現(xiàn)了徹底改變。它深刻地影響每一個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，每個(gè)行業(yè)領(lǐng)域也提供了強(qiáng)大的通信手段。到目前為止，除了差動(dòng)保護(hù)和垂直關(guān)聯(lián)保護(hù)，所有的繼電器保護(hù)裝置不僅可以響應(yīng)保護(hù)裝置的地方電力的精神。繼電器的保護(hù)功能也只限于切除 故障部分，減少事故的影響范圍。這主要是因?yàn)槿狈?qiáng)大的數(shù)據(jù)通信方式 。國外已經(jīng)提出系統(tǒng)保護(hù)的概念，這在當(dāng)時(shí)主要是指安全 、 自動(dòng)裝置。因?yàn)槔^電器的 保護(hù)功能不僅限于切除故障部分，并限制事故影響的范圍（這是最重要的任務(wù)），但也必須保證整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保 護(hù)單元都能夠分享到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，每個(gè)保護(hù)單元能夠在 分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上同步動(dòng)作疊加制動(dòng)齒輪，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是加入整個(gè)系統(tǒng)的每個(gè)主設(shè)備保護(hù)裝置，是實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。目前的技術(shù)條件下，這是完全可能的。 對于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的優(yōu)勢。繼電保護(hù)設(shè)備可以獲取系統(tǒng)故障 的詳細(xì)信息，然后到崩 潰的性質(zhì)，更準(zhǔn)確的故障位置判斷和故障距離檢測 。通過自適應(yīng)保護(hù)原理研究 ，經(jīng)過了相當(dāng) 長 的一段時(shí)間，終于 取得了一定的成績，但 也 必須認(rèn)識到，真正保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和故障自動(dòng)適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和故障信息，只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，才 可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。 對于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò) 的 功能 ，還可以提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)在 1993 年根據(jù) 在未來的三峽水電站 500kV 超高壓多回線路母線分布式母線保護(hù)的原則之 上，提出這樣的看法，這種設(shè)備最終 研制成功。其原理是分散傳統(tǒng)的中央母線保護(hù)的若干（與保護(hù)母線返回方式相同）母線保 護(hù)單元，分散的 裝在位于各回路保護(hù)屏上，每個(gè)保護(hù)單元與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 相 聯(lián)接，每個(gè)保護(hù)單外文翻譯（ 譯文） 16 元只輸入本回路的電流后，把它轉(zhuǎn)換 成 的數(shù)字量，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)傳送給其它所有回路保護(hù)單元，每個(gè)保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流和其 它 所有回路 的電流從計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò) 獲取 信息 ，進(jìn)行母 線差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算，如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障， 那么只 跳 開 本 回路 的 斷路器，故 障母線 被 隔離。當(dāng)母線區(qū)域細(xì)分，每個(gè)保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障不采取 動(dòng) 作 。這種 與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的 分布式母線保護(hù)的原則，比傳統(tǒng)的中央母線保護(hù)原則 具有 更高的 可靠性， 功能更加完善。 因?yàn)槿绻?保護(hù)單元接收 的干擾或計(jì)算錯(cuò)誤移動(dòng)時(shí)，只 能 跳 開 返回路線 中的斷路器 ，不能 導(dǎo)致母線整個(gè)的惡性事故而切除，根據(jù)三峽電源廠 ，以有 “ 超高壓母線系統(tǒng)中的關(guān)鍵地位， 在功能上 是極為重要的。 由上述可以知道，微機(jī)保護(hù)裝置，可大大提高保護(hù)性能和可靠性，這 將 是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢。 保護(hù)，控制，調(diào)查，數(shù)據(jù)通信集成 一體化 在實(shí)現(xiàn)繼電器的情況下，電腦的保護(hù)，保護(hù)裝置實(shí)際上 是一種高性能，多用途的電腦，在整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的智能終端，通過 網(wǎng)上的任何信息和數(shù)據(jù)，它 就可能獲得 電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障 信息數(shù)據(jù) ，也可能獲得任何信息和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)控制中心 或無論任何 終端保護(hù)的一部分。因此，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不僅可完成繼電保護(hù) 的 功能，而且在不擊穿正常運(yùn)行的情況 下也有可能完成調(diào)查，控制，數(shù)據(jù)通信功能，能夠 實(shí)現(xiàn)保護(hù)，控制，調(diào)查顯示，數(shù)據(jù)通信一體化。 目前，為了調(diào)查，保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器，二次電壓 線等，所有的電流必須使用直接的控制電纜。規(guī)定了大量的控制電纜不 僅需 要大量投資，而且 還會 使二次回路 更加 復(fù)雜。但如果上述的保護(hù)，控制，調(diào)查，數(shù)據(jù)通信一體 化在 計(jì)算機(jī)上安裝，將保護(hù)裝置安裝在室外變電站附近，由保護(hù)裝置 把電壓，電流變?yōu)閿?shù)字量后，將提供給 計(jì)算機(jī) ，通過 網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行傳輸 ，則可能避免 大量的控制電纜。如果采用光纖傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，也可 以 避免電磁干擾。現(xiàn)在的光電電流互感器（ OTA）和光電壓互感器（ OTV） 正在研究試驗(yàn)階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到廣泛的 應(yīng)用。在使用 OTA 和 OTV 情況 時(shí) ，保護(hù)裝置應(yīng)放在距 離 OTA 和 OTV 最近的地方 ，那是應(yīng)該在 保護(hù)裝置附近放置。 通過OTA 和 OTV 之 后 ，在這個(gè)一體化裝置中輸入的信號， 轉(zhuǎn)換成電信號，一 方面作為外文翻譯（ 譯文） 17 保護(hù)的計(jì)算判斷 信息數(shù)據(jù) 。另一方面 作為 調(diào)查的數(shù)量，通過網(wǎng)絡(luò) 來 提供?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)提供保護(hù)裝置的操作控制命令 ，通過這一綜合裝置，進(jìn)行斷路 器操作和判斷 。天津大學(xué)在 1992 年提出的保護(hù)，控制，調(diào)查，通信一體化問題，并已開發(fā) TMS320C25 數(shù)字信號處理器（ DSP）為基礎(chǔ)的保護(hù)，控制，調(diào)查，數(shù)據(jù)通信一體化裝置。 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(jìn)化規(guī)劃，模糊邏輯 等等 ，在 電力系統(tǒng)中的各個(gè)領(lǐng)域 都得到了 廣泛 應(yīng)用，也開始在繼電保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用 進(jìn)行 研究。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一 種 非線性映射的方式，很多種復(fù)雜的 帶有困難方程的或很難解決的 非線性問題，如果 應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的原則，可迎刃而解。對于展品的情況，例如雙方在傳輸線系統(tǒng)電勢的角度發(fā)生后的過渡電阻 短路是一種非線性的問題，很難 判斷出正確的故障位置，根據(jù)保護(hù)的原則 ，從而造成移動(dòng)錯(cuò)誤或拒動(dòng) 。如果采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法后，通過大量的故障樣本檢測 ，只要樣本集中充分考慮各種情況，然后在休息停機(jī)時(shí)間，任何所有可能 就會 正確區(qū)分。其他如遺傳算法，進(jìn)化規(guī)劃等也都具有其獨(dú)特的解決復(fù)雜問題的能力。 這些人工智能方法， 可能會 加快 導(dǎo)致解決方案 的速度 。天津大學(xué)進(jìn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)型繼電保護(hù)從 1996 年開始 研究，已經(jīng)取得了初步的 成 果 ?？梢灶A(yù)測，人工智能技術(shù)，必然 是能夠獲得在繼電保護(hù)領(lǐng)域 上 的 廣泛 應(yīng)用， 因?yàn)?解決了 用 常規(guī)方法難以解決的問題。 3 結(jié)論 建國以來，中國的電力系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)已經(jīng)歷了四個(gè)階段 。 隨著電 力系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù) 的快速發(fā)展 ， 繼 電保護(hù) 技術(shù) 將 面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)和國際上在保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢將是 ：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)，控制，測量，數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能 化，這 不僅 使得保護(hù) 工作 具有 艱巨的任務(wù)，而且還開辟了廣闊的 發(fā)展空間 。