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關(guān)鍵詞:智能化;信息處理技術(shù);人工智能;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)31-0254-02
近年來,智能信息處理技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,該技術(shù)有機(jī)融合了控制技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù),能夠高效實(shí)現(xiàn)信息的采集和處理任務(wù)。開展信息的智能化處理技術(shù)研究具有非常重要的意義,能夠全方位的了解和掌握智能信息處理技術(shù)的發(fā)展及運(yùn)用狀況,并發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用,為今后的研究提供依據(jù)。
1 信息的智能化處理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展
1.1信息的智能化處理技術(shù)的產(chǎn)生
早在1930年就產(chǎn)生了信息的智能化處理技術(shù),然而因?yàn)檫\(yùn)算功能強(qiáng)大的工具,致使智能化信息處理技術(shù)的功能無法得到全面體現(xiàn),這在一定程度上限制了信息的智能化處理技術(shù)的發(fā)展和成熟。計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為信息的智能化處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障,研發(fā)出多種智能信息處理產(chǎn)品,在人們的工作和生活中得到了大規(guī)模的應(yīng)用,為人們提供了極大的便利,同時(shí)也產(chǎn)生了較大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)當(dāng)前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的GT機(jī)而言,該機(jī)器充分運(yùn)用了智能化信息處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)[1];同時(shí)美國(guó)科學(xué)家J. W.Coolev領(lǐng)導(dǎo)多位研究人員共同研制出先進(jìn)的FFT算法,極大地推動(dòng)了科學(xué)研究領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。隨后硬件電路就借助FFT算法對(duì)智能監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行開發(fā)研究,推出多種自動(dòng)化和智能化程度較高的檢測(cè)設(shè)施,獲得了很大的成功[2]。科學(xué)技術(shù)的實(shí)時(shí)發(fā)展使信息的智能化處理技術(shù)也不斷更新,科技水平逐步提升,智能化信息處理技術(shù)在信息處理系統(tǒng)中發(fā)揮的作用越發(fā)重要。
1.2信息的智能化處理技術(shù)的發(fā)展
信息處理技術(shù)順應(yīng)著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展潮流,已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)全新的發(fā)展階段,不僅更新了傳統(tǒng)的發(fā)展理論及方式,在研究領(lǐng)域方面也獲得了進(jìn)一步的拓展,構(gòu)建出全新的研究理論及方法。在信息處理技術(shù)最初發(fā)展階段,線性、最小相位及因果等系統(tǒng)是幾大關(guān)鍵研究?jī)?nèi)容,在不斷的發(fā)展過程中已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向非最小相位、非因果和非線性等研究領(lǐng)域,能夠結(jié)合信息的變化開展針對(duì)性的處理工作。能夠處理可靠性和穩(wěn)定性較差的信息是智能化信息處理技術(shù)最顯著的特征,能夠使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽亢痛_定的信息。在智能化信息處理技術(shù)的支撐下,能夠在確定性較差的信息內(nèi)獲取相對(duì)精確的結(jié)果,能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行有效、充分的利用,顯著改善了信息的整體利用率。
構(gòu)建具有良好判斷能力、理解能力和學(xué)習(xí)能力的人工智能系統(tǒng)是開展智能化信息技術(shù)研究的根本目標(biāo),信息的智能化處理技術(shù)主要借助不同算法對(duì)信息進(jìn)行采集和利用,最終達(dá)到智能化管控的效果。由此得知,信息的智能化處理技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容為:1)環(huán)境、機(jī)器同人的彼此智能化交互協(xié)作。該技術(shù)能夠?qū)φZ音或文字開展自動(dòng)識(shí)別研究,并嘗試?yán)斫庾匀徽Z言,對(duì)圖像、視覺信息進(jìn)行自主化的加工和處理,確保環(huán)境、機(jī)器同人三者能夠?qū)崿F(xiàn)信息的互動(dòng)溝通、交流[3];2)將有價(jià)值、有效信息從數(shù)據(jù)庫內(nèi)進(jìn)行提取,并總結(jié)基本規(guī)律。智能化信息處理技術(shù)的根本研究?jī)?nèi)容為機(jī)器學(xué)習(xí)及簡(jiǎn)約數(shù)據(jù),需要借助已經(jīng)掌握的模式識(shí)別理論、知識(shí),針對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,通過可閱讀的方式將信息呈獻(xiàn)給決策人員,便于制定出科學(xué)的決策。也能夠自動(dòng)化的學(xué)習(xí)多種數(shù)據(jù),進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)和分類處理工作,對(duì)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè);3)合理規(guī)劃和優(yōu)化智能系統(tǒng),發(fā)揮系統(tǒng)的協(xié)作、決策功能。應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)決策系統(tǒng)、輔助規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建,參考優(yōu)化指標(biāo)改善社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。還應(yīng)對(duì)系統(tǒng)建模內(nèi)容進(jìn)行探究,對(duì)智能決策、規(guī)劃、體系協(xié)作的基礎(chǔ)理論和方式進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。
2 信息的智能化處理技術(shù)理論及方法
信息的智能化處理技術(shù)涵蓋多個(gè)研究領(lǐng)域,融合了通信技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù),涉及多個(gè)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)科。綜合當(dāng)前的研究及發(fā)展情況,可以將信息的智能化處理技術(shù)歸為以下幾類:
2.1模糊理論
若需要對(duì)無法確定對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行探究和分析,就必須要借助模糊理論來實(shí)現(xiàn)。由于事物本身擁有不確定的特性,同數(shù)學(xué)理論下的二元性原則沒有直接關(guān)系,屬于對(duì)象差異的中間過渡狀態(tài),無法進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分,從而不能明確對(duì)象類型。模糊系統(tǒng)具有模糊性特征,能夠結(jié)合模糊理論發(fā)揮模糊信息處理功能,是一種動(dòng)態(tài)化的模型。一般在模糊系統(tǒng)內(nèi),輸入、輸出彼此對(duì)應(yīng),能夠?qū)⑵湟暈檫B續(xù)函數(shù)的通用逼近器,主要包括模糊推理機(jī)、反模糊化器、模糊產(chǎn)生器及模糊規(guī)則庫[4]。建立在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)之上的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),有效整合了模糊系統(tǒng)機(jī)理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),將二者的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了整合,同時(shí)也融合了多種理論,包括動(dòng)力學(xué)、邏輯計(jì)算、處理方式及語言等。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不僅具有較強(qiáng)的聯(lián)想能力、識(shí)別能力和學(xué)習(xí)能力,同時(shí)還擁有良好的模糊信息處理性能。在普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi),對(duì)模糊輸入信號(hào)、權(quán)值進(jìn)行添加是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心所在,在優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原理下,能夠使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和功能充分展示出來,同時(shí)也彌補(bǔ)了二者各自的弊端和不足。構(gòu)建的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使信息的智能化處理技術(shù)發(fā)展邁向一個(gè)全新的發(fā)展層面,具有非常重要的意義。
關(guān)鍵詞:直流無刷電機(jī);模糊控制;BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號(hào):TP273.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
The Research of Brushless DC Motor Intelligent Control System
ZHANG Wensheng1, HU Qingeng2,WANG Wenfeng1, ZHANG Xi2,SHI Yiwen2,CHEN Hao2
(1. Angang Heavy Machine Co,LTD, Anshan114021,China;2.Yuchai Power of the Joint ,Ltd,Wuhu241000,China)
Abstract:This paper expounds the work principle of Brushless DC motor, analyzes the mathematical model of brushless DC motor; introduces the fuzzy control theory and neural network control theory, fuzzy adaptive PID control strategy; used the back EMF modeling established by the method of direct current brushless motor control system model in the MATLAB environment, and analyzes the each model simulation. Then used the BP neural network control strategy, fuzzy adaptive PID control strategy to improve the speed controller of the conventional PID algorithm, simulation, and compared the results.From the comparison of the results, the fuzzy adaptive PID control strategy for brushless DC motor control.
Key words:BLDC;Fuzzy Control;BP Neural Control
1引言
一個(gè)多世紀(jì)以來,電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置,其應(yīng)用范圍已遍及整個(gè)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域還有人們?nèi)粘5幕顒?dòng)當(dāng)中。電動(dòng)機(jī)可以分為以下3種類型,直流電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)以及異步電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)具有諸多優(yōu)點(diǎn),如運(yùn)行效率較高,調(diào)速性能較好等,但傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)主要采用電刷,以機(jī)械方式進(jìn)行換向,這種方式必然會(huì)產(chǎn)生無法克服的機(jī)械摩擦,并會(huì)因摩擦引起噪聲、火花等問題,同時(shí)也存在著無線電干擾以及使用壽命較短等缺陷。因此,傳統(tǒng)直流電機(jī)在使用范圍上嚴(yán)重受限。
隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,眾多智能控制技術(shù)也隨之誕生,但是電機(jī)系統(tǒng)在控制過程中有著眾多難點(diǎn),如:電流和電壓的隨機(jī)輸入、電機(jī)參數(shù)的攝動(dòng)以及量測(cè)噪聲的存在等,均是難以解決的問題。為了更好的解決上述問題,本文將常規(guī)PID和模糊控制結(jié)合起來,形成模糊自適應(yīng)PID控制策略。
2電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理
直流無刷電機(jī)包括電子換向器、電動(dòng)機(jī)本體以及位置傳感器這三個(gè)部分,其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示,它用電子換向代替了傳統(tǒng)的電刷機(jī)械換向,將讀取到的位置傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成功率開關(guān)信號(hào),依次導(dǎo)通功率逆變橋上的六個(gè)功率管,使得直流無刷電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中定子繞組所產(chǎn)生的磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)子永磁磁場(chǎng),在空間上始終保持在(π/2)rad左右的電角度,這樣電機(jī)就能不停地運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。
圖1直流無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖
3智能控制理論
3.1模糊控制理論
模糊控制是在美國(guó)加州大學(xué)扎德(L A.Zadeh)教授創(chuàng)立的模糊集合理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。模糊控制作為智能控制的一種不但能實(shí)現(xiàn)控制,還能夠模擬人的思維方法,對(duì)一些無法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控過程進(jìn)行有效的控制。
模糊控制器的結(jié)構(gòu)一般采用的是二變量模糊控制器,又稱為二維模糊控制器,其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示,從圖中可以看出其工作原理,二個(gè)輸入量是誤差e和誤差變化率ec,首先經(jīng)過量化因子ke和kec變換為模糊論域上的e*和ec*,然后經(jīng)過模糊化環(huán)節(jié)生成兩個(gè)模糊子集E、EC,接著進(jìn)行模糊邏輯推理,得到模糊論域上的輸出模糊子集U,再經(jīng)過解模糊化處理,得到輸出論域上的控制量u*,最后將u*經(jīng)過比例因子ku轉(zhuǎn)換為物理論域上的控制量u輸出。
圖2二維模糊控制器結(jié)構(gòu)框圖
模糊控制器的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3模糊控制器的結(jié)構(gòu)圖
計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化2012年9月
第31卷第3期張文升等:直流無刷電機(jī)智能控制系統(tǒng)研究
關(guān)鍵詞:電網(wǎng)規(guī)劃 負(fù)荷 預(yù)測(cè)方法 探討
中圖分類號(hào):TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2016)12(c)-0033-02
當(dāng)前,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,對(duì)電力系統(tǒng)也加大了深入改革力度,我國(guó)的電力市場(chǎng)的發(fā)展環(huán)境也愈加規(guī)范,但是,電力企業(yè)從根本上來說都是獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的,也就是說要自負(fù)風(fēng)險(xiǎn),所以,為保證電網(wǎng)質(zhì)量,使電網(wǎng)能夠安全、高效運(yùn)行,需要對(duì)電網(wǎng)的方方面面進(jìn)行規(guī)劃,此外,還要根據(jù)實(shí)際情況,具體問題具體分析,做好電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作,由此保證電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。
1 預(yù)測(cè)電力負(fù)荷背景條件
1.1 掌握準(zhǔn)確完善的資料
為了保證電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的科學(xué)性,必須要完善、準(zhǔn)確掌握第一手資料,這樣有助于深入了解我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展史、我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鄉(xiāng)發(fā)展?fàn)顩r以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃等內(nèi)容,但是,設(shè)想與現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)不相同,在實(shí)際工作中收集資料是十分困難的,不僅無法完整地對(duì)資料進(jìn)行收集,而且無法保障收集到資料的準(zhǔn)確性,所以,需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)分析來篩選出預(yù)測(cè)電力負(fù)荷所需要的運(yùn)行資料,為科學(xué)、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)打下基礎(chǔ),而當(dāng)?shù)剌^為系統(tǒng)的發(fā)電量、電網(wǎng)直供量等都是與電網(wǎng)系統(tǒng)直接相關(guān)資料,為了保證電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,必須保證這些資料的準(zhǔn)確性。
1.2 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀
我國(guó)幅員遼闊,而且就目前來看,我國(guó)的電網(wǎng)系統(tǒng)供負(fù)荷產(chǎn)生的變化隨著我國(guó)電網(wǎng)區(qū)域的擴(kuò)大而變大,這方面的問題愈來愈突出,所以,有必要采用一定的措施來規(guī)避誤差,在生存環(huán)境較好的地方,為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,可以對(duì)所預(yù)測(cè)區(qū)域的主供電區(qū)以及用量大戶分別進(jìn)行預(yù)測(cè)和計(jì)算。
1.3 對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步協(xié)調(diào)規(guī)劃
近年來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,尤其是第二a業(yè)和第三產(chǎn)業(yè),發(fā)展速度驚人,我國(guó)城鎮(zhèn)也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而進(jìn)步,為推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的騰飛做出了貢獻(xiàn),而電力系統(tǒng)就起到了強(qiáng)力支撐作用,因此,對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃有利于滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,為保證規(guī)劃質(zhì)量需要分析好電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作,這對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃具有重要作用。
2 負(fù)荷的主要分類方法
2.1 按照其物理性能進(jìn)行劃分
按照物理性進(jìn)行劃分時(shí),電網(wǎng)中的電荷主要可以分為:有功電荷和無功電荷。有功電荷,是指電流在通過用電器時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為其他能源,打個(gè)比方來說吧,就像電流通過電磁爐可以產(chǎn)生熱能是一樣。而無功電荷就是指電路各原價(jià)之中產(chǎn)生的各種無功功率,比如電流經(jīng)過電閘時(shí)可能發(fā)生畸形變化,轉(zhuǎn)化中便成了無功功率,消耗負(fù)荷。
2.2 根據(jù)電能的中斷損失程度進(jìn)行劃分
在輸電過程中,由于電網(wǎng)的忽然中斷會(huì)損失電能,我國(guó)根據(jù)損失數(shù)據(jù)將損失按程度分為一二三級(jí)電荷,一級(jí)電荷表示損失最大,二三級(jí)逐次減小。
2.3 按照使用流程進(jìn)行劃分
電能的使用流程分別是發(fā)電電荷、供電電荷和用電電荷。顧名思義,發(fā)電電荷就是電廠工作過程中產(chǎn)生的電荷;供電電荷是輸送過程中產(chǎn)生的電荷;用電電荷是用電過程中產(chǎn)生的電荷。
2.4 按照使用行業(yè)進(jìn)行劃分
行業(yè)不同使用的電荷也就不同,因?yàn)椴煌袠I(yè)的用電要求不一樣,比如說工廠用電、居民用電、建筑用電等,用電特點(diǎn)都不一樣,需要根據(jù)不同的用電特點(diǎn)對(duì)電荷的使用量進(jìn)行分析與總結(jié)。
3 負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法
3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)神經(jīng)元連接而成,模擬人類學(xué)習(xí)和處理信息的過程,理論上可以逼近任意的函數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的自適應(yīng)性學(xué)習(xí)、函數(shù)逼近等特點(diǎn),使其被引入短期負(fù)荷預(yù)測(cè)中,取得了較好預(yù)測(cè)效果。其優(yōu)點(diǎn)在于不需要數(shù)學(xué)模型,通過對(duì)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)訓(xùn)練,能夠解決如負(fù)荷時(shí)序的高隨機(jī)性、非確定性問題。迄今為止,對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅限于對(duì)其結(jié)構(gòu)或結(jié)合其他方法進(jìn)行改進(jìn),從而提高預(yù)測(cè)精度。
3.2 單耗法
所謂單耗法,則是通過測(cè)定電力負(fù)荷量的單耗進(jìn)而分析預(yù)測(cè)全面用電量,一般適用于農(nóng)業(yè)或者工業(yè)電力單耗指標(biāo)的負(fù)荷預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)效果較好。而實(shí)施單耗指標(biāo)進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí),要注意區(qū)分不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展目標(biāo),同時(shí)根據(jù)電力規(guī)劃期間單耗指標(biāo)開展全面分析,結(jié)合之前單位的耗電量,根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律預(yù)測(cè)最終單耗值。此方法特點(diǎn)是操作較為簡(jiǎn)單,在短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)效果好,不過精度低,成本高。
3.3 趨勢(shì)分析法
“趨勢(shì)分析法”,顧名思義就是把先前收集到的各種資料進(jìn)行整合,使其成為一條直線,與此同時(shí),以曲線趨勢(shì)為依據(jù)來確定電力的負(fù)荷值,這種方式又稱曲線回歸法或曲線擬合法,是最為常見的預(yù)測(cè)方式,也具有顯著的研究成果。這種方式在模型選擇上相對(duì)來說較簡(jiǎn)便,但是為了保證電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)結(jié)果,在進(jìn)行曲線擬合時(shí)必須保障擬合區(qū)與精度相一致??墒菬o論怎樣小心,依然會(huì)出現(xiàn)或大或小的誤差,這就要求把模型和電網(wǎng)發(fā)展相關(guān)情況相結(jié)合,由此確定出更具科學(xué)性的模型。
【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)現(xiàn)狀發(fā)展
1繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚,在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。
建國(guó)后,我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有,在大約10年的時(shí)間里走過了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過的道路。50年代,我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1],建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍,對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù),建立了我國(guó)自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國(guó)已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代,為我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自50年代末,晶體管繼電保護(hù)已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上[2],結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代。
在此期間,從70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用[3],天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。
我國(guó)從70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究[4],高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(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)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。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)中獲得應(yīng)用[5],揭開了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面,東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(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)備廠合作研制的微機(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研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、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,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果??梢哉f從90年代開始我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(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)未來趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
2.1計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(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)展階段:從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問世,不到5年時(shí)間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu),后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu),性能大大提高,得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU,發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。
南京電力自動(dòng)化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),1988年即開始研究以32位數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置,目前已與珠海晉電自動(dòng)化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個(gè)模塊就是一個(gè)小型計(jì)算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度,因?yàn)榫仁蹵/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制,超過16位時(shí)在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計(jì)算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的,具有存儲(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級(jí)語言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期,曾設(shè)想過用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差,這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的。現(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過了當(dāng)年的小型機(jī),因此,用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有:(1)具有486PC機(jī)的全部功能,能滿足對(duì)當(dāng)前和未來微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似,工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強(qiáng),可運(yùn)行于非常惡劣的工作環(huán)境,成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線,硬件模塊化,對(duì)于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴(kuò)展。
繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,尚須進(jìn)行具體深入的研究。\
2.2網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱,使人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)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(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國(guó)外早已提出過系統(tǒng)保護(hù)的概念,這在當(dāng)時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。因繼電保護(hù)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(wù)),還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然,實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來,亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對(duì)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)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多,則對(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確。對(duì)自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長(zhǎng)的時(shí)間,也取得了一定的成果,但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng),必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息,只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,才能做到這一點(diǎn)。
對(duì)于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)1993年針對(duì)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(hù)的原理[6],初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(gè)(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元,分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上,各保護(hù)單元用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來,每個(gè)保護(hù)單元只輸入本回路的電流量,將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元,各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量,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)部故障則只跳開本回路斷路器,將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時(shí),各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理,比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因?yàn)槿绻粋€(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí),只能錯(cuò)誤地跳開本回路,不會(huì)造成使母線整個(gè)被切除的惡性事故,這對(duì)于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知,微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性,這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
2.3保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī),是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此,每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能,而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能,亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。
目前,為了測(cè)量、保護(hù)和控制的需要,室外變電站的所有設(shè)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(shè)的大量控制電纜不但要大量投資,而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置,就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁,將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室,則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì),還可免除電磁干擾?,F(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)階段,將來必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下,保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方,亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后,一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷;另一方面作為測(cè)量量,通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對(duì)被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置,由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測(cè)量、通信一體化問題,并研制了以TMS320C25數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。
2.4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、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始[7]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(fù)雜的非線性問題,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng);如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究,已取得初步成果[8]??梢灶A(yù)見,人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
3結(jié)束語
建國(guó)以來,我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為:計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化,這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù),也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。
作者單位:天津市電力學(xué)會(huì)(天津300072)
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關(guān)鍵字:微機(jī)繼電;保護(hù);措施
中圖分類號(hào):G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)進(jìn)行安全正常運(yùn)行的最重要保障,目前為止,已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展和進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)日益的呈現(xiàn)出向網(wǎng)絡(luò)化、微機(jī)化、智能化,控制、保護(hù)、數(shù)據(jù)通信和測(cè)量一體化發(fā)展的趨勢(shì)。本文主要分析微機(jī)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀,以及其中存在的問題,提出相應(yīng)的解決措施。
1微機(jī)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀
我國(guó)的微機(jī)保護(hù)研究起步較晚,在20世紀(jì)70年代末期、80年代初期才開始,但是由于我國(guó)繼電保護(hù)工作者的努力,進(jìn)展卻很快。到了80年代末,計(jì)算機(jī)繼電保護(hù),特別是輸電線路微機(jī)保護(hù)已達(dá)到了大量實(shí)用的程度。我國(guó)對(duì)計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究過程中,高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。從70年代開始,各大學(xué)校研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用,揭開了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上的新一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。
在主設(shè)備保護(hù)方面,發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)也相繼通過鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(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)備廠合作研制的微機(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研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼通過鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。因此到了90年代,我國(guó)繼電保護(hù)進(jìn)入了微機(jī)時(shí)代。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果,并且應(yīng)用于實(shí)際之中。
2繼電保護(hù)中存在的問題
從電壓互感器方面來說,電壓互感器的二次電壓回路在運(yùn)行的過程中所出現(xiàn)的故障是繼電保護(hù)工作中的一個(gè)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。作為繼電保護(hù)測(cè)量設(shè)備的起始點(diǎn),電壓互感器對(duì)二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常重要的,在PT二次回路時(shí)設(shè)備不多,接線也不復(fù)雜,但出現(xiàn)在PT二次回路上的故障卻不少見。根據(jù)相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來說,PT二次電壓回路的異常主要是集中在以下幾方面:
在PT二次中性點(diǎn)接地方式異常,其主要表現(xiàn)為二次未接地(虛接)或多點(diǎn)接地。二次未接地(虛接)除了在有關(guān)變電站接地網(wǎng)方面相關(guān)的原因,更多的則是由接線工藝所引起的。這樣PT二次接地相與地網(wǎng)之間產(chǎn)生了電壓,該電壓是由各相接觸電阻和電壓不平衡程度來決定的。而這個(gè)電壓疊加到保護(hù)裝置的各相電壓上,使各相電壓產(chǎn)生幅值和相位的變化,從而引起阻抗元件和方向元件誤動(dòng)或拒動(dòng)。
PT開口三角電壓回路產(chǎn)生了異常,PT開口三角電壓回路處斷線,有機(jī)械上的原因,其短路則與某些習(xí)慣做法有關(guān)。在電磁型母線、變壓器保護(hù)中,為了達(dá)到零序電壓定值,往往將電壓繼電器中限流電阻進(jìn)行短接,有的則使用小刻度的電流繼電器,從而大大的減小了開口三角回路阻抗。當(dāng)變電站內(nèi)或出口接地故障時(shí),零序電壓比較大,回路負(fù)荷阻抗較小,回路電流較大,電壓(流)繼電器線圈過熱后把絕緣體進(jìn)行破壞從而發(fā)生短路。短路持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)就會(huì)燒斷線圈,從而使PT開口三角電壓回路在該處斷線,這種情況在許多地區(qū)也發(fā)生過。PT二次失壓;PT二次失壓可以說是在困擾使用電壓保護(hù)中的最經(jīng)典問題,糾其根本就是各類開斷設(shè)備性能和二次回路不完善所引起的。
3系統(tǒng)保護(hù)措施
由于微機(jī)的繼電保護(hù)裝置的運(yùn)作過程不同于模擬式保護(hù)那樣直觀,對(duì)造成微機(jī)保護(hù)裝置所發(fā)生的故障也有自身的特點(diǎn),在對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)裝置發(fā)生的故障原因進(jìn)行相關(guān)的總結(jié)和分析及在處理方面的特點(diǎn)時(shí),主要在于要掌握其規(guī)律性,進(jìn)行快速有效的對(duì)故障進(jìn)行處理,從而避免由于繼電保護(hù)的原因而引發(fā)相關(guān)的設(shè)備或電網(wǎng)事故的可能性,要確保電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)行。微機(jī)保護(hù)與常規(guī)保護(hù)兩者之間有著本質(zhì)上的區(qū)別,經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些簡(jiǎn)單的事故是很容易被排除的,但是對(duì)于少數(shù)的故障僅憑自己掌握的經(jīng)驗(yàn)是難以進(jìn)行排除的,對(duì)其應(yīng)該采取正確的步驟和方法進(jìn)行解決。
3.1要用正確的心態(tài)來對(duì)待事故
有些繼電保護(hù)事故發(fā)生后,要按照現(xiàn)場(chǎng)的指示信號(hào)燈來進(jìn)行處理,要是無法找到其故障發(fā)生的原因,或者在斷路器跳閘后沒有相關(guān)的信號(hào)燈進(jìn)行指示,無法來判斷其事故發(fā)生的原因是設(shè)備引起的事故還是人為所引起的事故,在這種情況下,往往會(huì)跟工作人員的運(yùn)用措施不利、重視的程度不夠等相關(guān)的原因有關(guān)。如果是人為的事故就必須如實(shí)的向上級(jí)進(jìn)行反應(yīng),以便分析事故的原因和避免的過多浪費(fèi)時(shí)間。
3.2在故障的記錄方面要加緊落實(shí)
微機(jī)的事件記錄、裝置燈光顯示的信號(hào)、故障錄播的圖形,是事故在處理方面最重要的依據(jù)。根據(jù)有用的信息來作出正確的判斷,這是解決問題的關(guān)鍵所在,如果通過一、二次系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查,發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)的故障使繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常的工作,則不存在繼電保護(hù)事故所處理的問題。如果判斷事故出現(xiàn)在繼電保護(hù)的上面,應(yīng)盡量的維持其原狀,要做好記錄,要在故障處理的計(jì)劃完成后才能進(jìn)行接下來的開展工作,從而避免了原始狀況被破壞的可能性,造成給事故處理帶來不必要的麻煩。在實(shí)際的運(yùn)行過程中,運(yùn)行人員應(yīng)該充分的利用站內(nèi)的設(shè)備功能,進(jìn)行綜合的對(duì)事故的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效的分析,然后做出正確的判斷。 4繼電保護(hù)新技術(shù)
繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中,以期取得更好的效果,從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展,出現(xiàn)了一些引人注目的新趨勢(shì)。
4.1自適應(yīng)控制技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用
自適應(yīng)繼電保護(hù)的基本思想是使保護(hù)能盡可能地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化,進(jìn)一步改善保護(hù)的性能。這種新型保護(hù)原理的出現(xiàn)引起了人們的極大關(guān)注和興趣。自適應(yīng)繼電保護(hù)具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強(qiáng)可靠性和提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn),在輸電線路的距離保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、自動(dòng)重合閘等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。
4.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用
專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和模糊控制理論逐步應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中,為繼電保護(hù)的發(fā)展注入了活力?;谏锷窠?jīng)系統(tǒng)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有分布式存儲(chǔ)信息、并行處理、自組織、自學(xué)習(xí)等特點(diǎn),其應(yīng)用研究發(fā)展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息處理、自動(dòng)控制和非線性優(yōu)化等問題?;谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng),該故障診斷系統(tǒng)利用電力系統(tǒng)中繼電器和斷路器的狀態(tài)信息來進(jìn)行故障范圍的估計(jì)。這一系統(tǒng)可應(yīng)用于電力系統(tǒng)控制中心,輔助調(diào)度員對(duì)故障范圍進(jìn)行判別,及時(shí)地采取措施對(duì)故障進(jìn)行處理,以保證電力系統(tǒng)供電的安全性、經(jīng)濟(jì)性。
4.3變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)
繼電保護(hù)和綜合自動(dòng)化的緊密結(jié)合已成為可能,它表現(xiàn)在集成與資源共享、遠(yuǎn)方控制與信息共享。取代傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏,能夠降低變電所的占地面積和設(shè)備投資,提高二次系統(tǒng)的可靠性。
目前,用于變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù),包括故障錄波、緊急控制裝置,雖然已實(shí)現(xiàn)了微機(jī)數(shù)字化,但幾乎都是功能單一的獨(dú)立裝置,各個(gè)裝置缺乏整體協(xié)調(diào)和功能的調(diào)優(yōu),且功能交叉,輸入信息不能共享,接線復(fù)雜,從整體上降低了可靠性,同時(shí)不能充分利用微機(jī)數(shù)據(jù)處理的強(qiáng)大功能和速度,經(jīng)濟(jì)上也是一種浪費(fèi)。
結(jié)束語
本文主要根據(jù)電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的運(yùn)行狀況和以上的事故與故障的經(jīng)驗(yàn)和方法,對(duì)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的一些問題的原因進(jìn)行了一般性的分類,并在一定的范圍內(nèi)總結(jié)了處理事故的思路和方法,還介紹了有關(guān)在提高處理相應(yīng)的事故和故障的最基本途徑以上的思路和方法,都具備其實(shí)用性和可操作性。
參考文獻(xiàn)
[1]楊奇遜,黃少鋒.微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)(第二版).北京:中國(guó)電力出版社,2005
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