1電氣工程與繼電保護

電氣工程及其自動化是各項科技的綜合應用，其包括電力電子技術、計算機技術、電機電器技術信息、網絡控制技術等，為電力系統調度運行提供多方面支撐，確保地區電網工作狀態的穩定性，屬于一門綜合實用性的技術理論。繼電保護是利用有觸點的繼電器來保護電力系統及其元件，例如發電機、變壓器、輸電線路等，有效避免電氣設備受到異常損壞。當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。

2繼電保護系統的主要構成

電力系統是電能供應傳輸的關鍵，與繼電保護系統聯用共同構成安全穩定的用電環境。繼電保護在電力系統中是不可缺少的部分，常作為用電安全保護平臺，主要構成包括：

2.1測量部分

是測量通過被保護的電氣元件的物理參量，并與給定的值進行比較，根據比較的結果，給出“是”“非”性質的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應該啟動。例如，輸電線路以變壓器為運轉中心，對原始電能高低進行調配，按照用電區域電壓承載力實施調控，通過繼電測量可促進電能調配效率提高。

1繼電保護的定義

1.1繼電保護的概念及工作方式

我們知道，對于電力系統來說，出現故障是時常發生的，這主要取決于外界的因素干擾以及自身的內部因素，無論哪種因素，一旦使電力系統發生故障沒有辦法正常運行的話，將會給企業、個人帶來損失，那么日常生活中我們要想到解決辦法的前提是要了解出現的故障原因及沒有正常運行的明顯狀態有哪些，當電力系統出現單相接地、兩相接地、三相接地、短路等的話就是很明顯的出現了故障。而如果電力系統在運行中出行超負荷、超電壓、產生振蕩、本身同步運行的發電機卻異步運行時等，就是非正常運行狀態。綜上各種原因，我們就不難看出繼電保護的主要作用是什么。那么繼電保護的基本工作原理我們歸結為，它主要是根據電力系統發生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎構成的，一旦電力系統發生故障之后，工頻電氣量將會發生很大的變化，這些變化的主要特征是：

（1）電流增大的情況。當設備發生短路時，那么在出現故障的某點和電源與電源相連接的電氣設備與輸送電能的線路上，所產生的電流將迅速的增大，從負荷電流開始，到最后會比負荷電流大得多；

（2）電壓降低的情況。一旦相間短路和接地短路發生故障的時候，將會導致電力系統之中的各個點之間的相間電壓或者是相電壓值迅速降低，而且距離短路點原來越近的話，其中的電壓也會越來越低；

（3）電流與電壓之間的相位角會發生變化。當電力系統處于正常的工作運行狀態時，那么電流與電壓之間的相位角與負荷的功率因數角是相等的，正常應該為20°，而如果出現三相短路時的話，電流與電壓之間的相位角的大小將取決于線路的阻抗角，這個時候會為正常運行的3～4倍；

1繼電保護對電力系統的作用

1.1維護安全，性能優越

繼電保護對于維護電力系統信息數據的安全性具有非常重要的作用，同時還可以有效的減少或是避免外界因素對裝置所帶來的干擾，確保了裝置的安全，而且通過繼電保護裝置，可以在電力系統運行過程中實現有效的防范監測，確保了電力系統運行的穩定性和可靠性。

1.2投資較少，安裝便捷

繼電保護裝置由于自身重量較小，裝置小巧，易于安裝，所以在電力行業施工過程中，有效的減少了所占據的空間，為施工的順利進行創造了良好的條件。同時在安裝過程中也有效的提高了操作的效率，減少了成本的投入，只需按照電氣圖紙安裝人員即可完成繼電裝置的安裝工作。

1.3檢測故障及防范

【摘要】回顧了我國電力系統繼電保護技術發展的過程，概述了微機繼電保護技術的成就，提出了未來繼電保護技術發展的趨勢是：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。

【關鍵詞】繼電保護現狀發展

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［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。

1專家系統

專家系統在智能系統領域中有十分悠久的歷史，它能有效地與工程項目結合起來，在建設專家系統時，需要將所研究領域的相關知識表達式加進去，同時還要加入相關知識的理論方法、處理方法。專家系統不僅可以解決一些定性問題，還能利用專家的經驗、知識，對一些未知理論進行研究、分析，通過熟練的運用專家理論，能將原來比較寬廣的研究范圍變小，從而得到想要的答案。專家系統能為推理中使用的相關知識和推理結果做一個科學的解釋。在電氣工程智能系統中，常用的專家系統表達式有框架式表示法、生產式規則表示法、面向對象表示法、過去式知識表示法等，這些表示法之間存在著一定的聯系。在繼電保護中，專家系統有十分豐富的經驗，有十分良好的成果，并且能進行繼電保護日常運營。

2模糊理論

模糊理論起源于二十世紀六十年代，模糊理論的提出打破了原有的經典集合概念，不在使用0和1表示非彼既此概念，而是采用模糊度對一些不精確的現象、時間進行描述，同時將推理模糊邏輯和語言變量運用在專家系統中，隨著科技的不斷進步，模糊理論已經成為一種整套使用方法的人工智能系統，并且在電力系統中有十分廣泛的應用。

3電氣工程智能結構

（1）電氣工程智能系統構造電氣工程智能系統主要由用戶、用戶接口、設計輔助程序、專家系統、顯示系統、知識庫、數據庫等幾部分組成。將專家系統引入電氣工程智能系統的CAD系統中，使用TurboPROLOG編譯型語言、AutoLISP語言、FORTRAN高級算法語言等交互編制電氣ICAD系統，這樣不僅能方便系統程度的編制，能充分將各個語言的優點發揮出來。對于系統提供能力不足的問題，可以通過設計用戶菜單進行補償，同時在電氣CAD系統中加入無功功率補償專家系統。在用戶菜單中，使用者可以十分輕松的選擇自己需要的工作模式，十分簡潔，用戶能直觀的看出想要的信息，容易被用戶接受，用戶能在很短的時間內掌握系統的操作方法，為調用相應的子模塊提供了方面。這種系統的設計成本比較低，設計效率很高，極大的減輕了設計者的負擔。