繼電保護技術的未來趨勢是向保護、控制、測量和數據通信的計算機化、網絡化、智能化和集成化發展。1.1電算化隨著計算機硬件的飛速發展，微機保護硬件也在不斷發展。華北電力學院開發的基于微處理器的線路保護硬件經歷了三個發展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年就發展成多CPU結構，再發展成總線上無模塊的大模塊結構，大大提高了其性能，得到廣泛應用。華中科技大學開發的微機保護也從8位CPU發展到基于工控機核心部分的32位微機保護。南京電力自動化研究所在一開始就開發了基于16位CPU的微機線路保護，并得到了廣泛的推廣。目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學開發的微機主設備保護硬件也進行了多次改進和提高。當初天津大學開發的是基于16位多CPU的微機線路保護。1988年開始研究基于32位數字信號處理器(DSP)的保護、控制、測量一體化微機裝置。目前已與珠海金典自動化設備公司合作開發出32位大模塊，功能齊全，一個模塊是小型電腦。32位單片機不僅僅注重精度，因為精度受到A/D轉換器分辨率的限制，超過16位就很難接受轉換速度和成本；更重要的是，32位單片機集成度高，工作頻率和計算速度高，尋址空間大，指令系統豐富，輸入輸出端口多。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位，具有內存管理、內存保護、任務轉換等功能。緩存和浮點數組件都集成在中央處理器中。電力系統對微機保護的要求越來越高。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儲空間、快速的數據處理功能、強大的通信能力、通過與其他保護、控制裝置和調度裝置聯網來共享整個系統的數據、信息和網絡資源的能力，以及高級語言編程。這就要求微機保護裝置具有相當于PC的功能。在計算機保護發展之初，人們設想用一臺小型計算機作為繼電保護裝置。當時小型機體積大，成本高，可靠性差，所以這個想法不現實。目前與微機保護裝置同尺寸的工控機，其功能、速度和存儲容量大大超過當年的小型機。因此，用成套工業計算機制作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。天津大學開發了一種繼電保護裝置，它是由一臺與微機保護裝置結構相同的工控機改造而成的。該裝置的優點是：(1)具有486PC的全部功能，能滿足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，技術精良，抗沖擊、抗過熱、抗電磁干擾能力強，能在非常惡劣的工作環境下操作，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化。不同的保護可以任意選擇不同的模塊，配置靈活，易于擴展。繼電保護裝置的微機化和計算機化是不可逆轉的發展趨勢。然而，如何更好地滿足電力系統的要求，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，需要深入研究。1.2網絡計算機網絡作為信息和數據交流的工具，已經成為信息時代的技術支柱，從根本上改變了人類生產和社會生活的面貌。它對工業，的各個領域產生了深遠的影響，也為各種各樣的人提供了強有力的交流手段 #p#分頁標題#e#

系統保護的概念在外已經提出，當時主要指安全自動裝置。繼電保護的作用不僅僅局限于切除故障元件，限制事故影響范圍(這是先要任務)，還要保證整個系統的安全穩定運行。這就要求各保護單元能夠共享整個系統的運行數據和故障信息，各保護單元和重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，保證系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本門檻是通過計算機網絡將整個系統中主要設備的保護裝置連接起來，即實現微機保護裝置的網絡化。這在目前的技術門檻下是完全可能的。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。繼電保護裝置獲取的系統故障信息越多，判斷故障性質、故障位置和故障距離就越準確。自適應保護原理的研究已經進行了很長時間，并取得了一些成果。然而，為了真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，需要獲取更多的系統運行和故障信息，只有保護的計算機網絡化才能實現。一些保護裝置的計算機聯網也可以提高保護的可靠性。1993年，天津大學提出了三峽水電站未來500千伏超高壓多回母線分布式母線保護原理，并初步研制成功該裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分為幾個母線保護單元(與被保護母線的回路數相同)，分散安裝在每個回路的保護屏上。每個保護單元通過計算機網絡連接。每個保護單元只輸入該電路的電流，將其轉換成數字量，然后通過計算機網絡傳輸到所有其他電路的保護單元。每個保護單元根據該電路的電流和從計算機網絡獲得的所有其他電路的電流來計算母線差動保護。如果計算結果證明是母線內部故障，則只跳閘該回路的斷路器，隔離故障母線。當母線區外出現故障時，每個保護單元都被視為外部故障，不動作。這種由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具有更高的可靠性。因為如果某個保護單元因干擾或計算錯誤而發生故障，只能誤跳回路，不會造成全母線切除的致命事故，這對三峽電站超高壓母線的系統樞紐非常重要。從以上可以看出，微機保護裝置的網絡化可以大大提高保護的性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。1.3

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，如干式變壓器、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。現在光電流互感器(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較近的地方，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。 來源：中電力資料網#p#分頁標題#e#