電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)新技術(shù)的應(yīng)用，在促進(jìn)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也使得繼電保護(hù)技術(shù)復(fù)雜程度增加，對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用方式、管理方式提出了更大的挑戰(zhàn)。
相關(guān)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)繼電器行業(yè)蘊(yùn)藏巨大的市場(chǎng)潛力。2008年全國(guó)工業(yè)用繼電器市場(chǎng)容量約為10.9億元，2009年工業(yè)用繼電器市場(chǎng)容量達(dá)到11.6億元，繼電器出口達(dá)3800多萬(wàn)美元，2010年，我國(guó)繼電器銷(xiāo)售額約為16億美元。隨著十大產(chǎn)業(yè)振興政策的逐漸落實(shí)，專家預(yù)計(jì)，“十二五”期間，繼電器的需用量和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)發(fā)展壯大，傳統(tǒng)的機(jī)電式繼電器將以約8%的速度增長(zhǎng)，固態(tài)繼電器的發(fā)展速度將保持在15%左右，特種繼電器則會(huì)以20%以上的速度迅猛發(fā)展。
特高壓繼電技術(shù)是挑戰(zhàn)
繼電器的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障，危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令，以終止故障的發(fā)展，最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，還可以滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求。所以，繼電保護(hù)被稱為電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道防線。
但是，電力保護(hù)控制的安全性與快速性難以兼顧，一直是威脅電網(wǎng)安全的世界性難題。美國(guó)曾經(jīng)發(fā)生的兩次大面積停電事故就是由繼電器引發(fā)的;在我國(guó)，上世紀(jì)90年代以前，一半以上的停電事故也都是由于繼電保護(hù)缺陷而導(dǎo)致的。
據(jù)中國(guó)工程院院士、華北電力大學(xué)教授楊奇遜介紹，電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)新技術(shù)的應(yīng)用，在促進(jìn)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也使得繼電保護(hù)技術(shù)復(fù)雜程度增加，對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用方式、管理方式提出了更大的挑戰(zhàn)。短路電流水平快速增長(zhǎng)要求繼電保護(hù)有更高的快速性;直流輸電、串補(bǔ)技術(shù)的應(yīng)用需要繼電保護(hù)在技術(shù)上有所突破;緊湊型線路、同桿多回線路、城市高電壓短線路的大量出現(xiàn)，使繼電保護(hù)的配置、整定和配合更加復(fù)雜。電網(wǎng)設(shè)備和運(yùn)行控制技術(shù)的發(fā)展，如數(shù)字化變電站研究、無(wú)人值班變電站的應(yīng)用、特高壓電網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)行等，將對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)性能提出更高的要求，需要研究并提出新的繼電保護(hù)解決方案。電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際和國(guó)內(nèi)外的電網(wǎng)事故教訓(xùn)表明，單一繼電保護(hù)裝置或裝置的單一元件故障，都有可能導(dǎo)致電網(wǎng)事故，仍需要進(jìn)一步提高繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性。
而特高壓電網(wǎng)具有區(qū)別于超高壓電網(wǎng)的顯著特點(diǎn)，目前繼電保護(hù)方面存在不少技術(shù)難題，如特高壓超長(zhǎng)線路電容電流對(duì)保護(hù)特性的影響、潛供電流對(duì)重合閘的影響、特高壓繼電保護(hù)設(shè)備的電磁兼容性等。據(jù)了解，目前我國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)開(kāi)展了一系列的自主研發(fā)工作，已經(jīng)取得階段性的成果。
微機(jī)保護(hù)是發(fā)展方向
繼電保護(hù)的技術(shù)發(fā)展，與電子、信息、通信等技術(shù)的發(fā)展密不可分。未來(lái)，隨著電子式CT(電流互感器)和PT(電壓互感器)，的逐步應(yīng)用、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約的進(jìn)一步完善，可以預(yù)見(jiàn)，數(shù)字化技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)已有110千伏、220千伏電壓等級(jí)的電子式CT、電子式PT投入試運(yùn)行，研發(fā)適用于電子式CT和PT的繼電保護(hù)設(shè)備，將推動(dòng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)繼電保護(hù)新原理、新技術(shù)和新應(yīng)用的變革，成為擺在繼電保護(hù)科研人員面前的新課題。
楊奇遜認(rèn)為，微機(jī)保護(hù)是靠軟件實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，較之傳統(tǒng)的晶體管、集成電路型保護(hù)，具有自檢功能強(qiáng)、保護(hù)功能集成度高、動(dòng)作特性穩(wěn)定、可靠性高、維護(hù)量小等顯著優(yōu)點(diǎn)，代表了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向。
我國(guó)的微機(jī)繼電保護(hù)研究起步于20世紀(jì)70年代末。1984年，國(guó)內(nèi)第一套微機(jī)線路保護(hù)裝置通過(guò)鑒定并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)微機(jī)保護(hù)技術(shù)不斷進(jìn)步，在微機(jī)保護(hù)硬件、軟件、算法等方面取得了諸多成果和專利，已先后推出了四代微機(jī)保護(hù)裝置，各項(xiàng)性能和運(yùn)行指標(biāo)已全面超越進(jìn)口產(chǎn)品，處于國(guó)際領(lǐng)先地位。國(guó)產(chǎn)微機(jī)保護(hù)已取代晶體管、集成電路等保護(hù)，占據(jù)了主導(dǎo)地位。
具有高行業(yè)壁壘特點(diǎn)
電力設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備，一次設(shè)備指直接承擔(dān)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電功能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器等，技術(shù)含量較低，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家較多，競(jìng)爭(zhēng)激烈。二次設(shè)備指為了一次設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)對(duì)電的管理目標(biāo)所需的各種設(shè)備，如發(fā)電機(jī)組保護(hù)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。同一次設(shè)備相比，二次設(shè)備的生產(chǎn)具有較高的行業(yè)壁壘，該行業(yè)的產(chǎn)品匯集了現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有較高技術(shù)含量及高附加值，是典型的高科技行業(yè)。雖然我國(guó)繼電器行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，取得了令人矚目的成績(jī)，但是目前國(guó)內(nèi)有能力生產(chǎn)二次設(shè)備的企業(yè)仍然屈指可數(shù)。
南瑞繼保電氣有限公司是我國(guó)繼電器行業(yè)的骨干企業(yè)，其通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，在短短10年間，打破了國(guó)外大公司對(duì)我國(guó)繼電保護(hù)市場(chǎng)的長(zhǎng)期壟斷，并開(kāi)始占領(lǐng)尖端技術(shù)領(lǐng)域的市場(chǎng)。
南瑞繼保在學(xué)術(shù)界首次提出了工頻變化量保護(hù)原理，利用這一原理，可以迅速找出發(fā)生事故的電網(wǎng)段，保護(hù)整個(gè)電網(wǎng)不受破壞，被公認(rèn)具有國(guó)際領(lǐng)先水平。
南瑞繼保還將目光瞄準(zhǔn)長(zhǎng)期被國(guó)外電氣公司壟斷的超高壓直流輸電控制保護(hù)領(lǐng)域。為葛洲壩—上海的50萬(wàn)伏直流輸電線路改造工程提供了國(guó)內(nèi)第一套全國(guó)產(chǎn)化直流控制保護(hù)系統(tǒng)，隨后，在我國(guó)第一個(gè)75萬(wàn)伏輸變電示范工程中，南瑞繼保又成為惟一提供全部保護(hù)產(chǎn)品的制造商。
許繼集團(tuán)是我國(guó)繼電器行業(yè)的又一個(gè)骨干企業(yè)，其主業(yè)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化的研制，先后在我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)研究領(lǐng)域取得多個(gè)第一：研制成功我國(guó)第一套電氣化鐵道饋線保護(hù)裝置;研制成功我國(guó)第一套50萬(wàn)伏超高壓線路保護(hù)裝置;研制成功我國(guó)第一套60萬(wàn)千瓦大機(jī)組保護(hù)裝置;研制成功我國(guó)第一套核電站(秦山核電站)繼電保護(hù)裝置;研制成功我國(guó)第一條海底電纜直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)(舟山工程);研制成功我國(guó)第一套直流聯(lián)網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)(靈寶背靠背項(xiàng)目)。對(duì)高壓直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)、大型工業(yè)自動(dòng)化信息控制系統(tǒng)軟件、超高壓、特高壓變電站自動(dòng)化系統(tǒng)等多項(xiàng)技術(shù)，許繼集團(tuán)掌握完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并全部達(dá)到國(guó)際先進(jìn)或領(lǐng)先水平。在電力系統(tǒng)主設(shè)備繼電保護(hù)領(lǐng)域，許繼集團(tuán)已成為國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)發(fā)變組保護(hù)產(chǎn)品研制、運(yùn)行的領(lǐng)跑者。
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