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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保護。當前隨著電網容量的增大、電壓的升高，各類電磁干擾現象比較嚴重。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，就可能對高頻收發訊機產生干擾，導致高頻保護誤動作。所以，了解各類干擾源，采取相應的抗干擾措施至關重要。
一、干擾源
1、高壓隔離開關和斷路器的操作。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(或電氣設備間的連線)相當于天線，將暫態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備直接耦合至二次回路。斷路器操作產生的電磁干擾頻率一般為0.1～80mhz，每串電磁干擾波的持續時間為10μs～10ms。
由理論分析和實測數據可得出如下規律：①暫態電磁場的幅值隨電壓等級的增高而增高，主導頻率隨電壓等級增高而降低。②與隔離開關操作相比，斷路器操作所引起暫態電磁場的幅值小，主導頻率高、脈沖總數少。③快速隔離開關比慢速隔離開關產生的暫態重復頻率低、持續時間短。慢速隔離開關一次操作中可能產生上萬個脈沖，而快速隔離開關只產生幾十個脈沖。
2、雷擊線路、構架和控制樓。直接雷擊到戶外線路或構架，會有大電流流入接地網，二次電纜的屏蔽層在不同的接地點接地時，就會因地網電阻的存在而產生流過屏蔽層的暫態電流，從而在二次電纜的心線中感應出干擾電壓，線路感應的過電壓也會通過測量設備引入二次回路。由雷擊變電所在二次回路中產生的干擾電壓可高達30kv，其頻率可達幾兆赫。
3、短路故障。短路故障與雷擊構架一樣會引起地網電位的升高，從而在二次電纜中引起干擾電壓。變電所內高壓母線單相接地時，在二次電纜心線上產生的干擾電壓可以從幾十伏到近萬伏，暫態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備產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生工頻電磁場。一般而言，電壓等級越高，產生的電場也越大，但磁場相反減小。
5、局部放電產生頻率較高的電磁輻射，可能在電子設備的線路中引起電磁干擾。
6、二次回路中的開關操作。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生中等頻率的振蕩暫態電壓。
二、抗干擾措施
1、通道入口處加裝串聯電容。高頻閉鎖式保護的原理是線路本側收到對側信號且對側停信時，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。在廣州白云供電局所屬的某220kv線路曾發生過區外故障時，由于干擾產生間斷導致保護誤動作的事故，為防止類似情況的發生，應在通道入口處電纜心線內串接0.1μf電容，可有效地起到抗間斷作用，取消ybx系列收發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并非實際的等電位面，因而在不同點之間會出現電位差，當較大的接地電流注入接地網時，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，地網地電位差將竄入該連通地回路，造成不應有的分流。在有些情況下，還可能將其在一次系統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。為防止雷擊時產生過電壓，可在通道入口處并聯適當的電容，由于電容具有兩端電壓不能突變的性質，當靜電感應產生的過電壓出現時，首先要向并聯電容充電。隨著充電過程的進行，副邊電壓才會慢慢升起來，由于靜電感應過電壓一般出現的時間都很短，并聯電容兩端電壓（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訊機的侵害。
繼電保護裝置在電力系統中發揮著重要作用,其正常工作與否將對電力系統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日益關注的重要課題。因此，有必要對電力系統"狀態檢修"進行梳理和分析，以期對今后的工作有所助益。
一、狀態檢修定義
狀態檢修，也叫預知性維修，顧名思義就是根據設備運行狀態的好壞來確定是否對設備進行檢修。狀態檢修是根據設備的狀態而進行的預防性作業。狀態檢修的目標是減少設備停運時間，提高設備可靠性和可用系數，延長設備壽命，降低運行檢修費用，改善設備運行性能，提高經濟效益。
二、繼電保護裝置的"狀態"識別
1.重視設備初始狀態的全面了解
設備的初始狀態如何，對其今后的安全運行有著決定性的影響。設備良好的初始狀態是減少設備檢修維護工作量的關鍵，也是狀態檢修工作的關鍵環節。因此，實現狀態檢修首先要做好設備的基礎管理工作。需要特別關注的有兩個方面的工作，一方面是保證設備在初始時是處于健康的狀態，不應在投入運行前具有先天性的不足。另一方面，在設備運行之前，對設備就應有比較清晰的了解，掌握盡可能多的''''指紋''''信息。包括設備的銘牌數據、型式試驗及特殊試驗數據、出廠試驗數據、各部件的出廠試驗數據及交接試驗數據和施工記錄等信息。
2.注重設備運行狀態數據的統計分析
要實行狀態檢修,必須要有能描述設備狀態的準確數據。也就是說,要有大量的有效信息用于分析與決策。設備部件在載荷和環境條件下產生的磨損、腐蝕、應力、蠕變、疲勞和老化等原因，最后失效造成設備損壞而停止運行。這些損壞是逐漸發展的，一般是有一定規律的，在不同狀態下，有的是物理量的變化，有的是化學量的變化，有的是電氣參數的變化，另外，還有設備的運轉時間、啟停次數、負荷的變化、越限數據與時間、環境條件等。因此要加強對繼電保護裝置歷史運行狀態的數據分析。
3.應用新的技術對設備進行監測和試驗
開展狀態檢修工作，大量地采用新技術是必然的。在目前在線監測技術還不夠成熟得足以滿足狀態檢修需要的情況下，只有在線數據與離線數據相結合，進行多因素地綜合分析評價，才有可能得到更準確、可信的結論。此外，還可以充分利用成熟的離線監測裝置和技術，如紅外熱成像技術、變壓器繞組變形測試等，對設備進行測試，以便分析設備的狀態，保證設備和系統的安全。
三、開展繼電保護狀態檢修應注意的問題
1.要嚴格遵循狀態檢修的原則
實施狀態檢修應當依據以下原則：一是保證設備的安全運行。在實施設備狀態檢修的過程中，以保證設備的安全運行為首要原則，加強設備狀態的監測和分析，科學、合理地調整檢修間隔、檢修項目，同時制定相應的管理制度。二是總體規劃，分步實施，先行試點，逐步推進。實施設備狀態檢修是對現行檢修管理體制的改革，是一項復雜的系統工程，而我國又尚處于探索階段，因此，實施設備狀態檢修既要有長遠目標、總體構想，又要扎實穩妥、分步實施，在試點取得一定成功經驗的基礎上，逐步推廣。三是充分運用現有的技術手段，適當配置監測設備。
2.重視狀態檢修的技術管理要求
狀態檢修需要科學的管理來支撐。繼電保護裝置在電力系統中通常是處于靜態的,但在電力系統中，需要了解的恰巧是繼電保護裝置在電力系統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的"狀態"。因此，根據對繼電保護裝置靜態特性的認識，對其動態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，使繼電保護裝置啟動和動作，檢查繼電保護裝置應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，做出結論；晶體管保護要測試電源和邏輯工作點電位，現場發現問題要找出原因，及時處理。
4.高素質檢修人員的培養
高素質檢修人員是狀態檢修能否取得成功的關鍵。在傳統的檢修模式中,運行人員是不參與檢修工作的。狀態檢修要求運行人員與檢修有更多聯系,因為運行人員對設備的狀態變化非常了解,他們直接參與檢修決策和檢修工作對提高檢修效率和質量有積極意義。其優點是可以加強運行部門的責任感;取消不必要的環節,節約管理費用;迅速采取檢修措施,消除設備缺陷。
綜上所述，狀態檢修是根據設備運行狀況而適時進行的預知性檢修，"應修必修"是狀態檢修的精髓。狀態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。實行狀態檢修仍然要貫徹"預防為主"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"狀態檢修"的單位一定要把電力設備的"狀態"搞清楚，對設備"狀態"把握不準時，一定要慎用"狀態檢修"。
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1繼電保護發展現狀
電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，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，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術［1］，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。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，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。
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展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的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、應用仍處于主導地位，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］，天津大學與南京電力自動化設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的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學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年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?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。天津大學與南京電力自動化設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備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、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。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。
2繼電保護的未來發展
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。
2.1計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發展到多CPU結構，后又發展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發展到以工控機核心部分為基礎的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。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、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轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉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，豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、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轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。
電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，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。在計算機保護發展初期，曾設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，這個設想是不現實的?，F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成熟，這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構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)尺寸和結構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的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。\
2.2網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領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保護外，所有繼電保護裝置都只能反應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據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念，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)，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。
對于一般的非系統保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學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。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡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，如果計算結果證明是母線內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。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統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樞紐非常重要。
由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。
2.3保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡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、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
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。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據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備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾?，F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中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始［7］。神經網絡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雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經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；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果［8］?？梢灶A見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。
3結束語
建國以來，我國電力系統繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據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，也開辟了活動的廣闊天地。
作者單位：天津市電力學會(天津300072)
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1繼電保護信息管理系統的實現
1.1信息數據源的分布
二次系統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RTU發送至調度端的實時運行數據；
b)繼電保護管理端(生技部門和繼電保護班組)所存放的設備管理資料、各類試驗記錄和運行制度等；
c)其他系統中需要了解繼電保護數據或可以提供繼電保護有關數據和參考資料的數據源接口。
1.2系統結構
怎樣有效地將信息數據源聯系起來，而對于各級用戶都能予以充分利用呢?我們可以考慮以調度監控計算機網絡系統的數據源為中心，建立圖1系統。
通過數據倉庫技術集成各類數據源，使用方法庫來支持各個不同等級客戶的分別應用，利用網絡功能實施數據交換，并且開放MIS的數據接口，基本實現對二次保護數據資源的充分利用。
1.3系統方法與功能
1.3.1數據倉庫和方法庫
a)數據倉庫是比傳統的關系數據庫更高一級的數據組織形式，它不僅支持海量數據的處理，而且對于動態存儲、應用程序接口、非結構化數據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則庫，也是應用程序軟件功能的集中表現，可通過設置各用戶權限來限制其對數據倉庫的查詢和讀、寫操作，維護數據的完整性，同時也限定了客戶的應用范圍。
1.3.2軟件應用功能
a)“三遙”數據的實時分析處理：各類二次信息的查詢，和以前定檢、定試記錄的比較，動作時間和次數的統計，故障、事故等報警事件的指示和響應等。
b)二次設備試驗的記錄管理、定試預告、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)二次設備圖形管理系統具備GIS功能，支持圖形和數據庫相連，直接在圖形上查詢參數。
d)二次設備事故、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專責完成，其他部門共享查詢。
e)設立一次設備參數接口。如電流、電壓、功率因素和高壓設備試驗記錄等，配合一次主接線圖查詢，可作為二次系統的輔助分析數據來源。
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軟件開發工具
采用Microsoft(微軟)公司系列工具軟件進行開發，在實用性和兼容性上都可以體現應用的先進性及廣泛性。
1.3.4系統建立模式
隨著Internet的廣泛應用，信息資源的利用已成為企業發展的巨大動力。我們在建設繼電保護信息管理系統時，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據，也要從外部世界汲取各種綜合信息，故考慮采用intranet模式。
2系統特點
2.1實用性強
針對生產運行中的實際問題，解決了二次部分各類數據源的共享和使用，特別對于繼電保護技術工作人員，可以更有效地進行系統分析和數據統計工作，提高保護運行水平。
2.2可靠性高
易于維護和升級。由于采用數據倉庫和方法庫。整個信息管理系統運行可靠性不再分散于各級用戶之間，而集中于網絡中心數據庫和規則庫，任一客戶工作站的突然損壞，也不影響整個系統其他部分的工作性能，而且恢復非常簡單。對于軟件開發人員而言，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的實現
1.1信息數據源的分布
二次系統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RTU發送至調度端的實時運行數據；
b)繼電保護管理端(生技部門和繼電保護班組)所存放的設備管理資料、各類試驗記錄和運行制度等；
c)其他系統中需要了解繼電保護數據或可以提供繼電保護有關數據和參考資料的數據源接口。
1.2系統結構
怎樣有效地將信息數據源聯系起來，而對于各級用戶都能予以充分利用呢?我們可以考慮以調度監控計算機網絡系統的數據源為中心，建立圖1系統。
通過數據倉庫技術集成各類數據源，使用方法庫來支持各個不同等級客戶的分別應用，利用網絡功能實施數據交換，并且開放MIS的數據接口，基本實現對二次保護數據資源的充分利用。
1.3系統方法與功能
1.3.1數據倉庫和方法庫
a)數據倉庫是比傳統的關系數據庫更高一級的數據組織形式，它不僅支持海量數據的處理，而且對于動態存儲、應用程序接口、非結構化數據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則庫，也是應用程序軟件功能的集中表現，可通過設置各用戶權限來限制其對數據倉庫的查詢和讀、寫操作，維護數據的完整性，同時也限定了客戶的應用范圍。
1.3.2軟件應用功能
a)“三遙”數據的實時分析處理：各類二次信息的查詢，和以前定檢、定試記錄的比較，動作時間和次數的統計，故障、事故等報警事件的指示和響應等。
b)二次設備試驗的記錄管理、定試預告、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)二次設備圖形管理系統具備GIS功能，支持圖形和數據庫相連，直接在圖形上查詢參數。
d)二次設備事故、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專責完成，其他部門共享查詢。
e)設立一次設備參數接口。如電流、電壓、功率因素和高壓設備試驗記錄等，配合一次主接線圖查詢，可作為二次系統的輔助分析數據來源。
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軟件開發工具
繼電保護裝置的拒動和誤動都會給電力系統造成嚴重危害。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。由于電力系統的結構和負荷性質的不同，拒動和誤動所造成的危害往往不同。例如當系統中有充足的旋轉備用容量，輸電線路很多，各系統之間和電源與負荷之間聯系很緊密時由于繼電保護裝置的誤動作，使發電機變壓器或輸電線路切除而給電力系統造成的影響可能很?。坏绻l電機變壓器或輸電線路故障時繼電保護裝置拒動作，將會造成設備的損壞或系統穩定的破壞，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。但在系統中旋轉備用容量很少及各系統之間和負荷和電源之間聯系比較薄弱的情況下，繼電保護裝置的誤動作使發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穩定的破壞，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元件，在分析其可靠性時，應該先正確劃分其狀態，常見的狀態有：①正常運行狀態。這是保護裝置的正常狀態。②檢修狀態。為使保護裝置能夠長期穩定運行，應定期對其進行檢修，檢修時保護裝置退出運行。③正常動作狀態。這是指被保護元件發生故障時，保護裝置正確動作于跳閘的狀態。④誤動作狀態。是指保護裝置不應動作時，它錯誤動作的狀態。例如，由于整定錯誤，發生區外故障時，保護裝置錯誤動作于跳閘。⑤拒動作狀態。是指保護裝置應該動作時，它拒絕動作的狀態。例如，由于整定錯誤或內部機械故障而導致保護裝置拒動。⑥故障維修狀態。保護裝置發生故障后對其進行維修時所處的狀態。
2.2目前常用的評價統計指標有
2.2.1正確動作率即一定期限內(例如一年)被統計的繼電保護裝置的正確動作次數與總動作次數之比。用公式表示為：
正確動作率=(正確動作次數，總動作次數)×100
用正確動作率可以觀測該繼電保護系統每年的變化趨勢，也可以反映不同的繼電保護系統(如220kv與500kv)之間的對比情況，從中找出薄弱環節。
2.2.2可靠度r(t)是指元件在起始時刻正常的條件下，在時間區間(0，t)不發生故障的概率。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間(0，t)連續的處于正常狀態，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以后單位時間里發生故障的概率。
2.2.5平均無故障工作時間建設從修復到首次故障之間的時間間隔為無故障工作時間，則其數學期望值為平均無故障工作時間。
2.2.6修復率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的概率
2.2.7平均修復時間mttr平均修復時間是修復時間的數學期望值。310kv供電系統繼電保護
10KV供電系統是電力系統的一部分。它能否安全、穩定、可靠地運行，不但直接關系到企業用電的暢通，而且涉及到電力系統能否正常的運行。
3.110KV供電系統的幾種運行狀況
3.1.1供電系統的正常運行這種狀況系指系統中各種設備或線路均在其額定狀態下進行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內的運行狀況；
3.1.2供電系統的故障這種狀況系指某些設備或線路出現了危及其本身或系統的安全運行，并有可能使事態進一步擴大的運行狀況：
3.1.3供電系統的異常運行這種狀況系指系統的正常運行遭到了破壞，但尚未構成故障時的運行狀況。
3.210KV供電系統繼電保護裝置的任務
3.2.1在供電系統中運行正常時，它應能完整地、安全地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據：
3.2.2如供電系統中發生故障時，它應能自動地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續運行：
3.2.3當供電系統中出現異常運行工作狀況時，它應能及時地、準確地發出信號或警報，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，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，但內部結構十分復雜，調試比較困難；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，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是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。
繼電器的構成。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)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。
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成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，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展，如由南京自動化設備廠與天津大學合作研發的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，起主導地位的是集成電路保護的研發、生產及應用。例如：由南京電力自動化研究院所研發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了高速的發展勢態。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，它是由天津大學和南京電力自動化設備廠合作研發而成的。當然，原理不同與機型不同的微機線路及主設備保護，均有著各自的優勢，它們為電力系統提供了性能及質量優化的繼電保護裝置。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，我國繼電保護技術所呈現的發展趨勢是微機保護。
2電氣工程智能系統結構分析
在此系統當中，將專家系統引進電氣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，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。在用戶菜單的設計的基礎上，進而使系統提供的能力得到了有效補充，并將無功功率補充專家系統，進而以嵌入的方式到達CAD系統當中。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對操作方法進行充分掌握，對相應的子模塊極為便利地使用。另外，還降低了設計的成本，使設計效率得到有效提高，從而使設計者的負擔得到很大程度減輕。
3數據結構的改進探究
專家系統對設計的數據結構及類型知識的描述，表現出了一些明顯的缺陷，主要體現為過于簡單化，不能使系統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，電氣設計屬于一個正向推理的過程，使部分初始數據來驅動推理機，進一步實現規則匹配及沖突的解決，最終得出相應的結論。對于繼電保護系統設計，這些初始數據便是一次系統當中的結構及參數對保護系統的設計要求。對于一些主設備的繼點保護的初步設計而言，如變壓器等，所使用的以此系統初始數據參數種類使用關聯組元進行表達。其中，關聯組員表達形式為：（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；關系謂詞表示形式為：（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系。對于一個變壓器保護系統框架的主要構成，主要包括：系統級、保護方式級以及故障類型保護級等。對于每一級的框架，都擁有相似的結構，同時每一個框架都歸屬于一個更高級的框架。為系統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＝1”，它的屬性值在設計推理中的賦值是由規則以直接的方式決定的。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的調用對賦值進行計算，另外還能夠對定值列表Ilist有用戶進行調出，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”，它能夠對具體繼電器DL233/6進行引出?？蚣芩憩F出來的嵌套關系能夠對整體保護系統的描述發揮重要作用。此框架系統形成了具有復雜特性的語義網絡。當中的子框架能夠對父框架的槽值約定進行更改或繼承。如此一來，不但能夠使表示的信息能夠節省，從而降低數據冗余；而且還能夠非常簡單地使信息的一致性得到有效維持。
一、繼電保護發展現狀
電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，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，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。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，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。
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展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的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、應用仍處于主導地位，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，天津大學與南京電力自動化設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的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學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年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?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。天津大學與南京電力自動化設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備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、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。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。
二、繼電保護的未來發展
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。
2.1計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發展到多CPU結構，后又發展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發展到以工控機核心部分為基礎的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。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、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轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉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，豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、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轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。
電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，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。在計算機保護發展初期，曾設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，這個設想是不現實的?，F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成熟，這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構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)尺寸和結構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的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。
2.2網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領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保護外，所有繼電保護裝置都只能反應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據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念，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)，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。
對于一般的非系統保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學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。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡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，如果計算結果證明是母線內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。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統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樞紐非常重要。
由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。
2.3保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡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、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
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。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據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備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾?，F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中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始。神經網絡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雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經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；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果?？梢灶A見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。
三、結束語
前言
隨著電力系統的發展，微機型保護和故障錄波裝置在系統中所占的比例日益加大，錄取系統故障信息的能力也日益加強。為了充分發揮微機型裝置的優良性能，山西省從97年開始，在經過充分調研及可行性研究的基礎上，設計了山西電網故障信息分析處理系統的結構、規模及其實現方式，確定了系統的技術方案，并于2000年6月建成系統并投入運行。目前，該系統連接了山西電網十個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的建立，實現了在電力系統發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及相關繼電保護部門，使所有關心故障狀況的人員（尤其是調度人員）能及時、準確地掌握電網的故障情況，提高事故的分析處理水平。同時，實現了保護人員在日常運行中對全網微機型保護和錄波裝置運行狀況的動態、實時監測，大大提高了系統保護裝置的健康運行水平。
1系統組成
山西電網故障信息分析處理系統組成如圖一所示。
1.1變電站端
在變電站端設置專門的子站系統，所有數據采集和分析系統的硬件單獨組屏，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與調度端中心站連接，通過工控機與現場設備連接。工控機經由插在IPC中的多功能MOXA卡將RS-232信號轉換成RS485/422信號，同時進行串行口擴展，經雙絞線連接到站內微機保護和故障錄波設備。管理屏裝設一臺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控信號以開關量的方式接入變電站管理屏。
工控機以各連接設備的通訊協議接收數據后，將數據格式進行轉化，錄波器數據格式轉化為ANSI/IEEEc37，111-1991COMTRADE格式，保護報告轉成文本文件，以TCP/IP協議與調度端中心站進行數據傳輸。
1.2中心站端
中心站設一臺通訊主機和一臺數據管理服務器。通訊主機通過MODEM經專用微波話路與變電站管理屏連接，系統發生故障后可同時接收相關變電站上傳的信息，經分析處理后將最終數據存入管理服務器。服務器負責存儲、統計所有變電站的信息，對接收的數據經過初步分析，并經維護人員歸納、總結后通過Internet，每個終端可以共享服務器提供的標準化數據及資源,實現整個局域網對最新故障數據的共享。同時，調度員可以瀏覽管理服務器上原始的故障數據及波形信息。通訊主機與服務器之間遵循TCP/IP（FTP）協議。
2系統功能
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，繼電保護各級管理部門在系統發生故障時可以及時、準確取得有關數據而無須趕到現場，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據進行分析，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，為故障點的查找帶來很大方便。雙端測距算法的實現，大大提高了故障測距的精確度，這也正是本系統實現的最有效、實用的故障處理功能。
2.2運行設備的遠方監控、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。管理機每天自動調取一次各裝置定值，也可由中心站遠方操作隨時調取裝置定值?？勺詣佑涗浗尤胱冸娬竟芾砥恋拈_關變位情況并給出漢化的變位信息和有關提示。
在中心站可以遠方調取各連接裝置的實時采樣數據及波形、裝置自檢報告、開關變位狀況、當時定值等，監視裝置的運行狀況。對錄波裝置，還可以實現遠方啟動錄波的功能。
2.3故障信息的管理、統計功能
中心站服務器管理系統的設計基于Browser/Server模式，采用滿足國際技術標準的通訊協議及數據庫環境，實現數據庫的管理功能。接入本系統的所有裝置的動作信息、自檢信息及錄波數據都記錄在數據庫中，可以方便地進行不同條件的查詢和統計，如按照單位、廠站、線路名、開關號、保護及錄波裝置型號等，同時，要求該軟件具備查詢或統計后相應數據的轉存、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地理接線圖，通過點擊地理接線圖中任一變電站可調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出該裝置的歷史數據。當系統發生故障，有報告傳到中心站時，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、刪除設備等。
3使用情況
3.1連接裝置
山西電網故障信息分析處理系統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，還接入了部分開關量信號。
線路保護裝置：南自廠生產的WXB-11C/15型保護和南瑞生產的LFP-900系列保護
故障錄波裝置：南京銀山公司生產的YS-8A錄波器和電自院遠動室、深圳深寧公司生產的WDS-2B錄波器
變壓器保護裝置：南自廠生產的WBZ-03、04保護和南瑞生產的LFP-970系列保護
開關量信號：根據各廠站的需要接入目前無法監測到的信號。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，必須對設備進行升級。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網功能，需要對程序進行修改，而WDS-2B錄波器需升級為WDS-2E型。對于這些裝置的聯網，需要做的工作很多，但聯網后調取的信息非常有限，上傳報告的內容比裝置本體打印的內容少得多，運行中還存在許多問題，如WXB-11C/15保護，只能調取兩個周波的故障波形，運行中經常出現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保護組網后，WBZ-03裝置不能調取定值，WBZ-04裝置調取的定值有一項錯誤。所以，在建立保護故障信息系統時，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系統特點
（1）保護及錄波裝置的動作、自檢報告在變電站端經過數據格式轉換后，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計。對不同廠站的設備通過連接裝置的設置完成通訊軟件設置，而無需重新編制軟件，當變電站擴容或設備變更時，站端軟件調整、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、對側助增測距。
3.3存在問題商榷
山西電網故障信息分析處理系統于2000年6月投入試運行，運行期間經歷了十多次系統故障，故障報告基本完整，但時效性不佳。根據運行情況分析，有一些問題值得在建設信息系統時引起重視：
1、為了確保電網故障時故障數據自動上傳的時效性、準確性，中心站與變電站之間傳輸通道最好是數據網通道。在不具備數據網而用微波電話傳輸時，要求通訊軟件具有很強的容錯能力，否則難以實現電網故障時故障數據的自動上傳，中心站向下訪問也容易受阻，大大影響了對電網故障的判斷、處理。
2、變電站端系統連接保護及錄波設備后，抗干擾問題應予以高度重視。保護和錄波裝置連接的規約轉換盒應是有源設備，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（包括規約轉換盒、雙絞線、串口轉換及擴展MOXA卡）的抗干擾能力都應滿足抗干擾的要求。
3、故障信息系統建設時應同時建立起變電站二次設備參數數據庫，該數據庫由變電站端系統填寫和修改，與變電站主接線圖、二次設備分布圖的繪制相結合，一次完成。調度端中心站可以調用該數據庫并可實現所有聯網變電站二次設備參數的查詢、統計等管理功能。
4、變電站管理機不僅要實現對連接設備的訪問，而且要進行智能管理。如對設備的定值、定值區號、開入量、連接情況等進行監視，記錄其變更時間及變更內容，根據預先設定的優先級別進行相應處理。
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合理，應能確保與設備連接暢通，否則變電站管理屏經常出現與設備連接不上的現象。
6、中心站對變電站端設備的訪問不能僅通過一臺通訊主機進行，MIS網上已被授權的其它終端應能通過該機訪問變電站設備。
4結束語
繼電保護故障信息分析處理系統的開發和使用，標志著繼電保護專業的技術管理水平登上一個新臺階，為電力系統故障的準確分析、及時處理提供了重要的依據和手段。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，為保護專家系統的建立奠定了基礎，必將為電力系統的安全可靠運行做出貢獻，為提高各專業技術管理的自動化水平發揮愈來愈大的作用。
繼電保護故障信息管理系統的主站由通信服務器、數據服務器、WEB服務器、全場信息管理系統、全場監控信息系統、工作站、電力系統隔離裝置、網絡交換機等部分組成。主站負責對子站上傳的數據進行存儲和分析，它擁有一個龐大的歷史信息數據庫，根據實際運行功能提供監查、運算分析、調控決策及制定檢修計劃。這些信息是主站運行的主要數據，為高層管理用戶提供豐富的數據信息，并與其他站、系統之間的數據庫相連，達成數據共享?；痣姀S中的web服務器在原管理系統網絡上能夠瀏覽、查閱部分數據，并在權限設置下，通過監控系統數據信息。全場由一個主站控制，其包括網絡、站點、服務器等均在同一網段內，將火電廠的GPS數據信息與主站中收集到的信息進行校對，數據的可靠性提高?；痣姀S監控、保護的對象多，繼電保護系統中的子站可以通過主站中的網絡交換機傳輸數據，達到共享。機組中繼電保護設備的種類也較多，可以通過GPS數據與主站系統中數據設置同步，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的終端數據采集單元，采集站分布于各個用電系統的配電室中，對常用負荷保護裝置進行監控、檢測，所采集的信息均在監控、檢測范圍內，并通過端口與其他采集站相連，在統一的信息平臺中進行數據共享。
（3）分系統子站的作用
分系統子站中的數據來源于采集站，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，將整理后的數據傳送至主站。采集站中的數據能夠滿足子站所需，包括保護信息、監控信息、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應用評價
火電廠繼電保護故障信息管理系統是對火電廠用電裝置、調度、信息、故障管理、監控等信息的統一管理平臺，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，達到數據共享并應用。新建設的繼電保護故障信息管理系統的主要特點是具有人機界面，能夠實現可視化操作，使電廠中一次電氣主接線路設備的運行狀態直接顯示，能對保護故障信息管理系統的功能需求進行設定。該集成化、網絡化、智能化、系統化的管理系統，能對采集到的信息精準的計算分析、歸納整理，對有效數據進行存儲。此系統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，采用計算機計算數據，避免了人工計算出現誤差，提高工作效率的同時，對故障信息也能實時監控，在管理系統中實現可視化，為繼電保護人員的調度策略和檢修計劃提供準確的參考依據。本文研究的火電廠嵌入式繼電保護故障信息管理系統還較為淺顯，應該從多方面作深入性研究，例如，本文未涉及到的發電機、變壓器等主設備的診斷、監控，在日后的研究中應該結合工作人員的經驗建立更為完善的故障信息管理系統，將火電廠與電網繼電保護故障信息管理系統相結合，為火電廠的運行實現智能診斷、準確定位、科學分析。
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、發電廠內，主要工作內容是用來檢測電網運行、記錄故障以及控制斷路器工作，進而保證電網正常、可靠地運行。計算機技術、電子技術以及通訊技術的快速發展，電力系統的不斷發展、規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的重要性，因此，繼電保護裝置可能存在的故障，就直接關系到了繼電保護裝置的維護好壞對于電力系統正常運轉方面產生的作用。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損傷問題，繼電器的絕緣子是由金屬插腳以及玻璃經過燒結而成，在日常的繼電器保護裝置的維護方面，由于調整、運輸等產生的插腳彎曲，而產生玻璃絕緣子開裂，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設置不當，造成電磁繼電器的鉚裝處松動或結合強度差。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，就容易產生碰撞交連，一旦將其分開，就容易產生斷線。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，應基于以下幾個要求，積極地對其進行維護，以保障電力系統安全運行。
2.2電力系統繼電保護裝置維護的要求
依據繼電保護裝置在整個電力系統中所承擔的任務，對于繼電保護裝置的維護應基于選擇性、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影響最小的地方實現斷路器的控制與操作，即斷開距離事故點最近的開關設備，從而保證供電系統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，還應從滿足電源預算開始，愈靠近產生故障的點，對于繼電保護裝置產生的故障啟動值愈小，產生操作所需要的時間就會越短?？焖傩允侵敢坏╇娐废到y產生短路，繼電器保護裝置能夠在最短的時間內將故障所影響的范圍控制在最小的范圍內，以提升系統的穩定性。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同步運行的穩定性。靈敏性是指是指繼電保護對設計規定要求動作的故障和異常狀態能夠可靠動作的能力。當影響電力系統正常運行的故障產生時，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計與運行規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計中所要求的一系列動作，以及在非設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，對于以下幾方面內容應給予及時的關注：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保證定值區的正確性
