1. 第一階段理論探索:
(1)時間:
60年代中期至70年代初期
1965年有人倡議用計算機(jī)構(gòu)成繼電保護(hù)裝置
(2)主要內(nèi)容及重點:
保護(hù)算法、數(shù)字濾波的等理論探索
早期樣機(jī)及試驗
(3)方案:
單機(jī)集中保護(hù)方案
基本方案--使用一臺中、小型計算機(jī)
完成整個變電站的保護(hù)功能
完成整個變電站的控制功能
(4)主要問題:
速度的限制--要求完成整個變電站的保護(hù)控制功能
小型計算機(jī):難以勝任
中型和大型計算機(jī):性價比差
可靠性問題---計算機(jī)軟、硬件故障
整個變電站失去保護(hù)和控制功能
軟、硬件冗余:性能價格比差
2. 第二階段實用化初期:
(1)外部條件:
計算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)重大突破
微型處理器/計算機(jī)得到廣泛應(yīng)用
微型處理器/計算機(jī)價格大大下降
保護(hù)算法、數(shù)字濾波的研究相對成熟
(2)保護(hù)方案(研究重點:線路保護(hù)):
◆研究開發(fā)相對集中:
保護(hù)算法相對復(fù)雜
研究成果用于元件保護(hù)相對容易
◆保護(hù)方案:
單處理器/單片機(jī)方案
采用單片微處理器(后大都改用單片機(jī))完成一條線路的全部保護(hù)功能
◆分時方式 :
故障起動后,循環(huán)執(zhí)行相間距離保護(hù)(或相間電流保護(hù))——接地距離保護(hù)(或零序電流保護(hù))——重合閘保護(hù)功能程序。
◆故障分類方式 :
故障啟動后先進(jìn)行故障分類,根據(jù)分類結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)保護(hù)功能算法。
3. 第三階段微機(jī)保護(hù)推廣應(yīng)用階段:
(1)外部條件:
單片機(jī)價格大幅度下降
單片機(jī)性能大幅度提升
(2)微機(jī)保護(hù)發(fā)展特點:
采用多cpu(單片機(jī))結(jié)構(gòu)
線路保護(hù)相對成熟
元件保護(hù)進(jìn)入實用化階段
硬件結(jié)構(gòu)以及制造水平大大提高,裝置的故障率顯著下降
(3)多cpu的優(yōu)點:
保護(hù)的可靠性大大提高 :各cpu插件之間相對獨(dú)立 (某一cpu插件故障時可保留其它cpu插件的保護(hù)功能 )。
保護(hù)的動作速度大大提高:整套保護(hù)裝置以多cpu并行方式完成全部保護(hù)功能計算,從而提高了保護(hù)的動作速度。
4. 90年代中期以來進(jìn)入成熟期:
(1)外部條件:
新型高性能單片機(jī)開始獲得應(yīng)用
新型高性能dsp開始獲得應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的應(yīng)用
(2)微機(jī)保護(hù)發(fā)展特點:
高壓、超高壓電網(wǎng)已經(jīng)廣泛使用
中低壓電網(wǎng)中開始廣泛應(yīng)用
元件保護(hù)的發(fā)展迅速
新技術(shù)、保護(hù)新原理與新算法的引入
5. 新型高性能單片機(jī)/ dsp的使用
(1)高性能32位單片機(jī):
片內(nèi)集成了各種通用硬件,大大簡化硬件設(shè)計
總線不出芯片,大大提高了裝置的抗干擾性
運(yùn)算能力更強(qiáng)
(2)專用數(shù)字處理器dsp:
計算能力強(qiáng)、精度高、總線速度快
專用硬件實現(xiàn)定點和浮點加乘(矩陣)運(yùn)算
為引入小波分析等信號處理算法提供方便
6. 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的應(yīng)用
(1)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)接口的配置:
◆與變電站綜合自動化接口
◆現(xiàn)場總線的雙網(wǎng)接口配置,互為備用:
接口a:與變電站綜合自動化通信
接口b:分散錄波功能(錄波數(shù)據(jù)傳送)
(2)分布式保護(hù)的發(fā)展
(3)分布式母線保護(hù)的研究和應(yīng)用:
分布式母線方向保護(hù)
分布式母線差動保護(hù)
(4)廣域后備縱聯(lián)保護(hù)的研究:
atm高速網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),實現(xiàn)快速的廣域后備
(5)保護(hù)新算法的研究:
◆自適應(yīng)控制:
自適應(yīng)電流保護(hù)的應(yīng)用
◆模糊控制:
變壓器保護(hù)多判據(jù)的模糊邏輯控制
◆小波變換理論:
基于小波分析的行波故障定位
(6)保護(hù)新原理研究:
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)距離、變壓器保護(hù)的研究
暫態(tài)保護(hù)
無通信暫態(tài)電流保護(hù)的研究
(7)國內(nèi)微機(jī)保護(hù)發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段:
硬件設(shè)計重點是如何使總線系統(tǒng)更隱蔽,以提高抗干擾水平。
◆第一階段微機(jī)保護(hù)裝置是單cpu結(jié)構(gòu)
幾塊印刷電路板和總線相連組成一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)
總線暴露在印刷電路板之外。
◆第二階段微機(jī)保護(hù)裝置是多個cpu結(jié)構(gòu)
每塊印刷電路板上以cpu為中心組成一計算機(jī)系統(tǒng),實現(xiàn)“總線不出插件”
◆第三階段利用了單片機(jī)
將總線系統(tǒng)與cpu一起封裝在一個集成電路塊中,“總線不出芯片”,抗干抗強(qiáng)。
dsp以其高速運(yùn)算能力及與實時信號處理相適應(yīng)的尋址方式實現(xiàn)了因cpu性能而無法實現(xiàn)的保護(hù)算法。