机电一体化中继电器保护的现状与发展论文_高山

机电一体化中继电器保护的现状与发展论文_高山

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摘要:据机电一体化技术的发展前景,提出一种新型电动执行机构的设计方案,详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计,阀位及速度控制原理以覆各种关键问题的解决方法。现场运行情况表明,谊电动执行构具有动作快,保护完善以及便于和计算机通讯等优点。充分利用了机电一体化技术带来的方便快捷。

关键词:继电器;机电一体化;现状;发展

引言:

在现代化的生产过程中,执行机构起到了必不可少的作用,是自动控制系统中的重要组成部分。现在执行机构中出现了一些问题,例如机械传动机构多、控制手段落后、可靠性差等缺点。电力系统的发展对继电器提出了更加高的要求,电子技术、通信技术、计算机技术的发展都为继电器的快速发展提供了很好的基础,继电器保护技术发展越来越显示出优势。

1继电保护发展现状分析

电力系统的发展在40几年的时间之内十分迅速,不断地得到新的技术和信息的注入,促使继电保护的发展很快的完成了四个重要的历史阶段。新中国成立之后,我国的继电保护设计、继电保护学科、继电器制造和保护技术等都是刚刚开始,以前是不存在的,在这从无到有的时刻得到了很好的发展,10年的时间中发展是先进国家半个世纪完成的道路的总和,发展在初始的阶段就得到了很好的开端。50年代,我国的工程技术人员经过一系列的研究,对于国外的先进技术进行了一定的吸收,掌握了先进的技术能力,对于继电器的设备性能和运行技术都有了比较深刻的认识,在国内组建了一支有着深厚继电保护理论和实践经验的技术队伍,对全国的继电保护装置起到一个系统的指导和管理工作。另外阿城继电厂引进了当时国外先进的继电保护技术,在我国建立了自己的继电器制造中心,经过完善之后,在60年代,我国已经建立了完善的继电保护研究中心,集设计、制造、运行和教学与一体,这个时代是繁荣的,继电保护技术的发展得到了巩固和发展。

从70年代中,集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用,天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2继电保护的未来发展

2.1计算机化

计算机的硬件在不断的快速发展之中,微机保护硬件的发展也得到了不断的进步。例如原华北电力学院在微机线路保护硬件的研制中经历了3个时期,开始是8单位的CPU结构微机保护问世,后来5年时间之内就发展到大模块结构,总线不必出模块,性能得到很大的提升,广泛得应用于市场。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆华中理工大学的微机保护硬件的研制也是从开始的8位CPU,发挥到了32位人工控机核心部分。

东南大学研制的微机主设备保护硬件经过多次的改进和提升才得到比较稳定的效果。南京电力自动化研究院开始就是研制的16位的CPU基础的微机线路保护,得到了大面积的推广,目前正在研究32位保护系统。天津大学也是开始从16位系统开始研究,1988年开始就在研究32位数字信号处理器为基础的集保护、控制、测量为一体的微机保护装置。目前正在于珠海的晋电自动化设备公司烟具制作32位大模块功能齐全的设备,32位微机芯片具有很高的的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口,CPU的寄存器,数据总线,地址总线都是32位的,具有存储器管理功能,存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。继电器保护装置的计算机化的发展是不可逆的进步,进一步的满足了电力系统的要求,提高了继电保护装置的可靠性。

2.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前技术条件下是完全可能的。

2.3保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

2.4智能化

近年来。人工智能技术大大的应用到了继电保护领域中,缀如神经两络、遗传算法、模糊逻辑、进化规则等。神经网络在继电保护领域是一种非线性的映射方法.对于很难列出方程式的难题就可以应用神经网络的方法将其迎刃而解。例如,在研究输电线两偶系统电势角度握开情况下对于过度电阻短路的研究中,距离保护很难正确定位,容易造成拒动和误动,神经网络方法应用的情况下.可以在发生任何故障的情况下都正确判断。这些智能化的技术都能够减少计算的复杂性,而且使求解的速度更加快速。由此可见,人工智能技术在继电保护领域中得到应用是一种必然性。

结束语:

随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,在机电一体化控制中继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

参考文献:

[1]陈振成.机电一体化的继电器保护技术发展趋势探讨[J].南方农机.2018(11)

[2]张金生.继电器保护故障分析与处理工作探析[J].现代信息科技.2017(03)

[3]黄立彬.智能电网中继电器保护技术探究[J].科技创新与应用.2016(36)

论文作者:高山

论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/2

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