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【論文摘要】：繼電保護裝置在電力系統中發揮著重要作用,其正常工作與否將對電力系統的運行造成重大影響,因此如何提高繼電保護裝置的可靠性也就成為人們日益關注的重要課題。文章分析了繼電保護裝置狀態檢修的時機，以及如何利用狀態檢修提高繼電裝置的安全性。

繼電保護裝置在電力系統中發揮著重要作用,其正常工作與否將對電力系統的運行造成重大影響,如何提高繼電保護裝置的可靠性也就成為人們日益關注的重要課題。因此，有必要對電力系統"狀態檢修"進行梳理和分析，以期對今后的工作有所助益。

一、狀態檢修定義

狀態檢修，也叫預知性維修，顧名思義就是根據設備運行狀態的好壞來確定是否對設備進行檢修。狀態檢修是根據設備的狀態而進行的預防性作業。狀態檢修的目標是減少設備停運時間，提高設備可靠性和可用系數，延長設備壽命，降低運行檢修費用，改善設備運行性能，提高經濟效益。

二、繼電保護裝置的"狀態"識別

1.重視設備初始狀態的全面了解

設備的初始狀態如何，對其今后的安全運行有著決定性的影響。設備良好的初始狀態是減少設備檢修維護工作量的關鍵，也是狀態檢修工作的關鍵環節。因此，實現狀態檢修首先要做好設備的基礎管理工作。需要特別關注的有兩個方面的工作，一方面是保證設備在初始時是處于健康的狀態，不應在投入運行前具有先天性的不足。另一方面，在設備運行之前，對設備就應有比較清晰的了解，掌握盡可能多的''''指紋''''信息。包括設備的銘牌數據、型式試驗及特殊試驗數據、出廠試驗數據、各部件的出廠試驗數據及交接試驗數據和施工記錄等信息。

2.注重設備運行狀態數據的統計分析

要實行狀態檢修,必須要有能描述設備狀態的準確數據。也就是說,要有大量的有效信息用于分析與決策。設備部件在載荷和環境條件下產生的磨損、腐蝕、應力、蠕變、疲勞和老化等原因，最后失效造成設備損壞而停止運行。這些損壞是逐漸發展的，一般是有一定規律的，在不同狀態下，有的是物理量的變化，有的是化學量的變化，有的是電氣參數的變化，另外，還有設備的運轉時間、啟停次數、負荷的變化、越限數據與時間、環境條件等。因此要加強對繼電保護裝置歷史運行狀態的數據分析。

3.應用新的技術對設備進行監測和試驗

開展狀態檢修工作，大量地采用新技術是必然的。在目前在線監測技術還不夠成熟得足以滿足狀態檢修需要的情況下，只有在線數據與離線數據相結合，進行多因素地綜合分析評價，才有可能得到更準確、可信的結論。此外，還可以充分利用成熟的離線監測裝置和技術，如紅外熱成像技術、變壓器繞組變形測試等，對設備進行測試，以便分析設備的狀態，保證設備和系統的安全。

三、開展繼電保護狀態檢修應注意的問題

1.要嚴格遵循狀態檢修的原則

實施狀態檢修應當依據以下原則：一是保證設備的安全運行。在實施設備狀態檢修的過程中，以保證設備的安全運行為首要原則，加強設備狀態的監測和分析，科學、合理地調整檢修間隔、檢修項目，同時制定相應的管理制度。二是總體規劃，分步實施，先行試點，逐步推進。實施設備狀態檢修是對現行檢修管理體制的改革，是一項復雜的系統工程，而我國又尚處于探索階段，因此，實施設備狀態檢修既要有長遠目標、總體構想，又要扎實穩妥、分步實施，在試點取得一定成功經驗的基礎上，逐步推廣。三是充分運用現有的技術手段，適當配置監測設備。

2.重視狀態檢修的技術管理要求

狀態檢修需要科學的管理來支撐。繼電保護裝置在電力系統中通常是處于靜態的,但在電力系統中，需要了解的恰巧是繼電保護裝置在電力系統故障時是否能快速準確地動作，即要把握繼電保護裝置動態的"狀態"。因此，根據對繼電保護裝置靜態特性的認識，對其動態特性進行判斷顯然是不合適的。因此，通過模擬繼電保護裝置在電力事故和異常情況下感受的參數，使繼電保護裝置啟動和動作，檢查繼電保護裝置應具有的邏輯功能和動作特性，從而了解和把握繼電保護裝置狀況，這種繼電保護裝置的檢驗，對于電力系統是很有必要的和必須的。

3.開展繼電保護裝置的定期檢驗

實行狀態檢驗以后，為了確保繼電保護和自動裝置的安全運行，要加強定期測試，所有集成、微機和晶體管保護要每半年進行一次定期測試，測試項目包括：微機保護要打印采樣報告、定值報告、零漂值，并要對報告進行綜合分析，做出結論；晶體管保護要測試電源和邏輯工作點電位，現場發現問題要找出原因，及時處理。

4.高素質檢修人員的培養

高素質檢修人員是狀態檢修能否取得成功的關鍵。在傳統的檢修模式中,運行人員是不參與檢修工作的。狀態檢修要求運行人員與檢修有更多聯系,因為運行人員對設備的狀態變化非常了解,他們直接參與檢修決策和檢修工作對提高檢修效率和質量有積極意義。其優點是可以加強運行部門的責任感;取消不必要的環節,節約管理費用;迅速采取檢修措施,消除設備缺陷。

綜上所述，狀態檢修是根據設備運行狀況而適時進行的預知性檢修，"應修必修"是狀態檢修的精髓。狀態檢修既不是出了問題才檢修，也不是想什么時候檢修才檢修。實行狀態檢修仍然要貫徹"預防為主"的方針，通過適時檢修，提高保護裝置運行的安全可靠性，提高繼電保護裝置的正確動作率。因此，實行"狀態檢修"的單位一定要把電力設備的"狀態"搞清楚，對設備"狀態"把握不準時，一定要慎用"狀態檢修"。

參考文獻

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【關鍵詞】繼電保護現狀發展

1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。

在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用［3］，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。

我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究［4］，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。

2繼電保護的未來發展

繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

2.1計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發展到多CPU結構，后又發展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。

南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。

電力系統對微機保護的要求不斷提高，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放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的。現在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成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。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優點有：(1)具有486PC機的全部功能，能滿足對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，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。

繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，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，尚須進行具體深入的研究。\

2.2網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護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有力的數據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護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)，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。

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。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。

對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理［6］，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用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有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統樞紐非常重要。

由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。

2.3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?，F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最近的地方，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。

2.4智能化

近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始［7］。神經網絡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雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果［8］。可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。

3結束語

建國以來，我國電力系統繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為：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，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。

作者單位：天津市電力學會(天津300072)

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第一階段：建國后，在六十年代，我國已經擁有了較為完善的關于繼電保護的體系，其中包括了繼電保護的設計、制造、研究及運行等。無疑，在這一階段，為我國繼電保護技術的發展起到了推波助瀾的作用。

第二階段：到了八十年代，晶體管繼電保護得到了快速發展，如由南京自動化設備廠與天津大學合作研發的500kV晶體管方向高頻保護，成功運用在葛洲壩500kV線路上，這代表著我國繼電保護取得了重大成功。

第三階段：到了九十年代初期，起主導地位的是集成電路保護的研發、生產及應用。例如：由南京電力自動化研究院所研發的集成電路工頻變化量方向高頻保護，便起到了巨大作用。

第四階段：九十年代初期之后，繼電保護在我國呈現了高速的發展勢態。其中的微機線路保護裝置，是在一九九一年通過鑒定的，它是由南京電力自動化研究院研制成功的。微機相電壓補償式方向高頻保護則是在1993年通過鑒定的，它是由天津大學和南京電力自動化設備廠合作研發而成的。當然，原理不同與機型不同的微機線路及主設備保護，均有著各自的優勢，它們為電力系統提供了性能及質量優化的繼電保護裝置。在微機保護裝置的致力研究背景下，基于微機保護軟件及算法等方面均獲得了較為顯著的理論成果。顯然，自九十年代后，我國繼電保護技術所呈現的發展趨勢是微機保護。

2電氣工程智能系統結構分析

在此系統當中，將專家系統引進電氣CAD當中，所使用的語言是編譯型TurboPROLOG語言，同時還采取了另外兩種語言與交互的方式編制引入電氣ICAD系統，這兩種語言即為：AutoLISP語言和FOR－TRAN77語言。如此一來，便能夠使各類語言本身的優勢得到充分利用，同時也使程序的編制更加簡便。在用戶菜單的設計的基礎上，進而使系統提供的能力得到了有效補充，并將無功功率補充專家系統，進而以嵌入的方式到達CAD系統當中。通過用戶菜單，用戶能夠非常方便地對自己的工作方式進行選擇。該系統具備的顯著的特點包括：簡潔、直觀且容易被用戶接受等。還能夠讓用戶在短時間之內對操作方法進行充分掌握，對相應的子模塊極為便利地使用。另外，還降低了設計的成本，使設計效率得到有效提高，從而使設計者的負擔得到很大程度減輕。

3數據結構的改進探究

專家系統對設計的數據結構及類型知識的描述，表現出了一些明顯的缺陷，主要體現為過于簡單化，不能使系統的通用性與擴展性得到充分滿足。因此，針對這方面的不足，提出通用的知識表示方法便顯得極為重要。基于宏觀層面分析，電氣設計屬于一個正向推理的過程，使部分初始數據來驅動推理機，進一步實現規則匹配及沖突的解決，最終得出相應的結論。對于繼電保護系統設計，這些初始數據便是一次系統當中的結構及參數對保護系統的設計要求。對于一些主設備的繼點保護的初步設計而言，如變壓器等，所使用的以此系統初始數據參數種類使用關聯組元進行表達。其中，關聯組員表達形式為：（對象名：屬性名＝屬性值），它與孤立對象屬性概念的描述相適應；關系謂詞表示形式為：（主體對象名，客體對象名：謂詞屬性名＝屬性值），在對事實等一系列知識進行表示的情況下，不但具備對象實體的屬性，而且也具備多個對象間所維系的關系。對于一個變壓器保護系統框架的主要構成，主要包括：系統級、保護方式級以及故障類型保護級等。對于每一級的框架，都擁有相似的結構，同時每一個框架都歸屬于一個更高級的框架。為系統當中一個電流繼電器框架的具體描述過程。此框架表示的對象實體是CR繼電器，系統編號是56，歸屬46號低壓過流保護方式框架。其中最為簡單的屬性槽是“相數＝1”，它的屬性值在設計推理中的賦值是由規則以直接的方式決定的。能在推理過程中以直接的方式賦值的是“Iset=”，或者，在需計算的情況下通過ISETO的調用對賦值進行計算，另外還能夠對定值列表Ilist有用戶進行調出，然而以自行的方式對賦值進行選擇。位于框架槽的是“型號=DL233/6”，它能夠對具體繼電器DL233/6進行引出?？蚣芩憩F出來的嵌套關系能夠對整體保護系統的描述發揮重要作用。此框架系統形成了具有復雜特性的語義網絡。當中的子框架能夠對父框架的槽值約定進行更改或繼承。如此一來，不但能夠使表示的信息能夠節省，從而降低數據冗余；而且還能夠非常簡單地使信息的一致性得到有效維持。

4結束語

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1信息管理技術的構成。在繼電保護系中如何將信息數據源有效地聯系在一起？在各級用戶中又怎么都能對此進行充分利用？對于這些問題可以將調度監控計算機網絡系統中的數據源作為中心，利用數據倉庫技術來對各類數據源進行集中起來，通過方法庫讓各個不同等級客戶都夠對此進憲應用，再通過網絡功能進行數據交換，同時將MIS的數據接口開放，這些方法都可以對二次保護數據資源的進行充分利用。

2工作原理。在變電站繼電保護系統中信息管理技術一般包括兩方面，即軟件部分與硬件部分。軟件是由計算機所執行的各種程序，通過對輸入的各種數據進行邏輯判斷與運算處理，從而保證各電路系統可以高效運行；而硬件部分則主要是由以下幾項組成：CPU主機系統、開關量輸入輸出、模擬量數據、通訊回路以及電源回路等。電壓是衡量電能質量的一項重要指標，,當電壓不穩定而且超出一定的數值時，將對電力系統造成損害并對國民的經濟造成嚴重的損失，對于電網系統中的發電機、變壓器等重要設備導致其容量嚴重減少；對于電動機則會由于電壓過低、電流過大致使自身溫度升高最終自燃燒毀。

二、信息管理技術在繼電保護系統中的應用

1繼電保護技術中圖紙的信息技術管理。圖紙管理在繼電保護系統中起到非常關鍵的作用，由于繼電保護的圖紙管理還是沿用傳統方法，主要還是人工進行管理或是通過手工繪圖，并且在繪圖過程中繪圖人員的作圖方式各有所異，此外圖紙儲存方式也有所不同，為了更好地進行管理，統一的圖紙格式變得很有必要。繼電保護系統中信息管理的圖形文件一般只有兩種：一種是位圖文件，這類文件主要利用點陣的形式進行對圖形描繪的一種軟件；另一種是矢量類文件，它主要是通過數學方法進行對幾何元素的描述，最終形象比較逼真、細致的圖像，并將圖紙借此進行轉化，然后變成矢量圖文件，在現實操作中，矢量化的圖紙繪制這一種方法是非常有效的。

2繼電保護技術中數據庫的信息技術管理。在繼電保護中所用到的圖紙是非常專業的一種圖紙，其種類也比較多，因此，如果不對其進行分類與整理將會變得混亂，因此需要根據數據結構去建立數據庫。對于數據庫中的所有元件一般會兩層表的結構設計，這兩層包括參數表和基本屬性表，參數表指的是各個元件的參數類型，而基本屬性表一般包括元件坐標以及圖紙名等，并通過ID作為基本屬性表的參數來進行對圖紙的分析、整理，同時對進行圖元的分類，最終才達能數據庫建立的目的。

3繼電保護技術中技術資料的信息技術管理。在繼電保護中對技術資料的管理指的是通過對掃描的圖片、電子文檔等的資料的分類管理，從而形成的一種較為有效資源管理的模式。其中所涉及到的技術主要這幾種：定值管理，通過使用保護定值代碼對各種模板進行定制；班組信息管理，這在繼電保護中開展的日常管理工作時對圖表的創建與修改，進一步對資料管理的完善；數字簽名，在進行文檔的存檔過程中，對用戶實行電子身份認證；網頁瀏覽，這是在繼電保護技術中對常用的表格加以掃描，同時通過客戶端對網頁進行瀏覽，對技術資料進行上傳。

三、繼電保護中對信息數據庫的完善

變電站運行的基礎信息是變電站中改進各項技術和對技術進行更新的關鍵，并且對變電站進行新技術的應用與進行經驗總結有著密切的聯系。在變電站繼電保護系統中進行信息管理技術的應用，要進行對繼電保護中信息數據庫的完善。以基礎信息數據庫作為基礎，對于變電站繼電保護中其正常運行、發生的故障等信息，一并歸到信息數據庫中去。在通過對運行信息的收集以及對數據庫進行整理保存，為日后的工作打下基礎。將繼電保護系統中的故障和零部件壽命等信息歸入到數據庫中，為日后的檢修工作提供依據，以及為預防性檢修理論運用打下基礎。信息數據庫的建立還可以為現代變電站繼電保護工作進一步的發展提供基礎信息、為平時的繼電保護檢修工作提供有用的資料。

四、結語

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乍得首都恩賈梅納90kV電力環網項目主要由四個變電站組成，如下圖1所示。四個變電站主接線形式類似，90kV、15kV主接線均采用單母線分段接線，各站均按配置兩臺容量為25MVA的兩卷變壓器規劃。

2繼電保護配置分析

繼電保護配置方式要滿足電力網結構和廠站的主接線的要求，并考慮電力網和廠站的運行方式的靈活性，所配置的繼電保護裝置應能滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。微機繼電保護是以數字式計算機作為技術基礎，利用微處理器作為其軟硬件的核心，通過輸入輸出通道接口的有效配合，實現保護功能。相對傳統繼電器式保護，具有高準確率、更高的可靠性、快速性、靈活性，技術成熟，成本低，本工程選用微機化的保護裝置將為電網的安全穩定運行提供良好的保障。乍得首都恩賈梅納90kV電力環網項目規模較小，每個變電站主接線為單母線接線，變壓器遠景容量僅為2*25MVA，比國內常規110kV末端變電站的一臺主變容量50MVA還小;同時該項目的最高電壓等級也才90kV，根據乍得電力規劃，遠景將建立220kV、500kV高壓骨干電網。從國際上的各國電網繼電保護來看，一般骨干高壓電網(220kV及以上設備)，系統穩定對故障切除時間要求比較高，應配置兩套獨立的主保護;而對電壓等級低的系統保護采用單套配置，并配置相應的遠后備保護，即在故障設備本身的保護裝置無法正確動作時，由相鄰設備的保護裝置延時跳閘。乍得90kV電力環網項目規模小，在中長期規劃綱要中不屬于骨干電網，從電網地位、經濟性、國際繼電保護配置慣例來看，90kV系統和設備的主保護可不按雙重化配置。從重要性及電網架構來說，90kV系統應按配置單套主保護，并設置遠后備保護，主保護應采用能快速切除內部故障原理的保護，如差動保護。綜上分析，本工程最終的繼電保護配置方案為:各90kV線路兩側各配置一套全線速動的電流差動主保護;90kV母線配置一套可快速切除母線故障的電流差動保護;90kV主變壓器采用一套快速動作的主保護，高低壓側配置獨立的后保保護;15kV各元件采用三段式過流保護。

3乍得恩賈梅納90kV電力環網項目的繼電保護配置

3．190kV電纜線路、架空線路及混和線路的保護配置

90kV架空線路或與電纜混合的線路，故障往往由雷擊、雷雨、鳥害等自然因素引起，瞬時性單相故障幾率多。本工程作為乍得國內首個最高電壓等級的環網工程，電網的可靠供電、至關重要。為此每回線路兩側均配置一套光纖分相電流差動主保護，并配置三段式相間距離保護、三段式接地距離保護、二段式零序保護、獨立的反時限零序保護，具有選相功能的零差保護作為后備保護，以保證高電阻接地故障時能可靠地有選擇地切除故障。保護采用主后合一裝置。90kV電纜線路由于全程埋在地下，無雷擊、雷雨、鳥害等自然因素引起的瞬時性單相故障，一般為永久性故障，為此每回線路兩側均配置一套光纖三相電流差動主保護和三相重合閘功能，其他同架空線路保護配置。乍得西站有兩回至FARCHA2電廠線，由于距離僅350m，該段線路保護納入FARCHA2電廠升變壓器的差動保護范圍內，差動保護設在FARCHA2電廠內，本側僅配置一套過流保護。

3．290kV母線保護和斷路器失靈保護的配置

90kV母線要求配置一套電流差動保護裝置，保護可快速切除母線上的故障時?？紤]乍得90kV電壓電網的重要性，要求每個變電站配置一套90kV斷路器失靈保護。當90kV某支路故障斷路器失靈，由支路保護啟動斷路器失靈保護，失靈保護斷開與拒動斷路器連接在同一母線上的所有支路的斷路器，減少事故停電范圍。由于微機保護易實現功能集成，目前國內外主流保護廠家提供的母線微機保護均含有斷路器失靈保護功能，考慮經濟性，本工程配置的母線保護也要求集成斷路器失靈保護功能。

3．3主變保護的配置

電力變壓器是電力系統中使用相當普遍和十分重要的電器設備，它若發生故障將給供電和電力系統的運行帶來嚴重的后果。變壓器可能發生的故障有:各向繞組之間的相間短路;單相繞組部分線匝之間匝間短路，單相繞組和鐵芯絕緣損壞引起的接地短路;引出線的相間短路;引出線通過外殼發生的單相接地短路以及油箱和套管漏油。變壓器的不正常工作情況有:外部短路或過負荷引起的過電流;變壓器中性點電壓升高或由于外加電壓過高引起的過勵磁等。主變壓器按主保護、各側后備保護分開單套配置的方案，并配置獨立的非電量保護。主要保護功能配置如下:(1)反映變壓器繞組和引出線多相短路、大電流接地系統側繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路的縱聯差動保護或電流速斷保護;(2)反映變壓器油箱內部短路故障和油面降低的瓦斯保護、油溫過高等的非電量保護;(3)變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護和差動保護后備的低電壓(或復壓)起動過流保護;(4)高壓側中性點間隙過流、過壓保護;(5)高、低壓側零序方向過流保護、零序過流保護;(6)各側過負荷保護。

3．415kV低壓元件的保護裝置

國際上15kV及以下電壓等級的系統中，因為絕緣對投資影響較小，一般采用非直接接地方式。經調研，乍得當地15kV系統采用直接接地系統，故本工程15kV也采用直接接地系統，15kV線路、電容器組、站用變等保護裝置除裝設反應相間故障的三段式過流保護，還應配置反應單相故障的零序電流保護，單相故障直接跳閘。

4結束語

篇(6)

關鍵詞：繼電保護；課程；教學模式

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）01-0033-02

電力系統、計算機技術、電子技術與通信技術的飛速發展給電力系統繼電保護不斷注入了新的活力，提出新的要求。現代電力系統是高度數字化、信息化和自動化的超大區域網絡結構，電力系統繼電保護是對其安全穩定運行至關重要的一門技術[1]。21世紀繼電保護的未來發展趨勢是計算機化；網絡化；保護、控制、測量、數據通信一體化；智能化[2]。以新疆農業大學（以下簡稱“我?！保槔?，在現有教學模式基礎上，本文探討繼電保護課程教學中提高學生實踐與創新能力的方法，為將學生培養成具有實踐能力、創新精神的人才而努力，為該課程的教學改革提供理論支持和智力保證。

一、電力系統繼電保護課程的特點

我?！半娏ο到y繼電保護原理”課程理論教學36

學時，網絡教學6學時，總計42學時，作為電氣工程及自動化及農業電氣化與自動化的專業必修課，設置在大四上學期初；“微機繼電保護”課程共26學時，均為課堂理論教學學時，作為專業選修課安排在“電力系統繼電保護原理”結束后的大四上學期末開設，目的是順應現代電力系統高度數字化的趨勢，讓學生了解現代數字式繼電保護硬軟件的知識，內容涉及到原理、保護算法、硬軟件設計方法等；“繼電保護課程設計”為期一周，與“微機繼電保護”同時安排在大四上學期期末，目的是培養學生綜合運用所學的基礎理論知識分析與解決電力系統中的實際問題的能力[3]。

二、繼電保護課程教學存在的問題

為適應現代數字電力系統繼電保護技術的新發展，目前我校繼電保護的教學內容已加入“微機繼電保護”，作為少學時內容與“電力系統繼電保護”共同設置在大四上學期，同時開設的其它幾門專業課使得學生大四上學期課程較為集中，學習任務量較大。此時學生即將面臨畢業設計開題、復習考研或找工作，第一學期過高的學習任務和課程的相對集中對其學習效果有一定影響；在課程教學上，基本停留在傳統模式：即利用板書或者多媒體課件形式，將繼電保護原理及其實現方法按照教材的章節和順序進行課堂講授，這主要存在以下幾個問題。

（一）重理論，輕實踐，無法提高學生的實踐能力與創新精神

對教師而言，繼電保護原理單純靠板書或多媒體課件較難講透；對學生而言，繼電保護內容比較抽象且實踐性強，知識描述更需要形象化演示去理解，配合學生自主實踐學習才會有好的效果。比如，“零序過電流保護原則上是按照躲開在下級線路出口處相間短路時出現的最大不平衡電流來整定”，若單純由教師口頭講授原理，學生難以理解； “微機繼電保護”課程主要分析現代數字式繼電保護軟硬件相關知識，內容涉及原理、保護算法、硬軟件設計方法等。若單純講解微機繼電保護算法，使學生難以消化，從而會削弱其學習的積極性。

（二）教學理念不夠強，教學內容需要優化

繼電保護課程組與“單片機技術”、“數字信號處

理”、“電力系統自動化”、“高低壓電氣設備”等課程有很多聯系，但教學上往往孤立、脫節，缺乏全局梳理，使學生對繼電保護完整系統缺乏全面認識。課堂上，教師若能將繼電保護教學作為一個整體，以實例聯系相關課程內容，緊跟行業發展前沿并且結合實踐，教學效果會更好；此外，目前繼電保護教科書內容繁多，與其他專業課程也有所重復，需要對課程內容進行整合優化。

（三） 學生自主選擇力不強

學生對繼電保護內容的興趣點各有不同，部分學生未來并不從事繼電保護工作，或考研方向與此關系不大。目前情況是，繼電保護課程組教學課時相對較多，內容較為寬泛，對于上述內容部分學生顯得索然無味，學生根據自己情況自主選擇的能力不夠強。為此，以學生為本，可以在課程形式上稍做一些調整。

三、教學模式的探索及實踐

針對繼電保護課程教學存在的問題，本文探討了幾種改進模式和方法，且部分已開始具體實施，取得了一定的教學效果。

（一）優化專業培養計劃

將原本設置在大四上學期分開教學的“電力系統繼電保護原理”和“微機繼電保護”兩門課整合為一門，設置在大三下學期?！袄^電保護課程設計”可設置在大四上半學期。這樣設置有兩方面考慮：內容上，減少學生學習任務量，突出重點，使教學有針對性。比如，可縮減“電力系統繼電保護原理”教材中電磁型繼電器、斷路器等與“高低壓電氣設備”教材有所重復的內容，減少或者刪除“微機繼電保護”教材中與“微機原理與應用”、“單片機技術”“數字信號處理”等相關課程的重復內容；時間上，我校電氣專業學生于大三至大四暑假期間設置了為期5周的發電廠生產實習，實習前對繼電保護內容的理論學習，為生產實習期間學生對繼電保護裝置、電力系統設備等內容建立感性認識打下基礎，從而提高學生的實踐與創新能力。

（二）改進教學手段與教學方法

教師可采用多樣化的教學手段和方法進行教學。以傳統教學手段為輔，以現代化網絡媒體、實驗教學等方式為主。以提高學生學習的積極性及其實踐創新能力為目的，建立學生對電力系統繼電保護的整體概念，使學科前沿知識與教材內容相結合，課堂教學與實踐教學相結合。

1.網絡課程建設。利用學?，F有網絡平臺，上傳電子教案、視頻，演示動畫等資源，并建立一套自測系統，使學生可以主動借助網絡課程平臺觀看和使用這些資源。教案、課件既可以作為學生的預習資源以及彌補疏漏的課后復習資料，也可以作為教師選擇的教學資源庫；視頻資源以聲、像集合的形式使學生直觀了解繼電保護的動作過程及原理；具有交互性的演示動畫可以提高學生學習的趣味性，比如，利用FLASH將繼電保護動作過程制作成SWF動畫，或用Visual C++開發保護動作演示模塊[4]；自測系統可以使學生在正式考試前自我檢測，彌補疏漏的知識點。利用網絡交互平臺有助于增強課后教師與學生之間的互動性，使教師及時了解學生遇到的問題并展開網上討論，以提高學生對課程學習的主動性。因此，網絡資源的建設需要教師有針對性地選擇教學內容，或利用專業軟件開發演示模塊，并及時更新資源。目前，我校網絡課程建設已取得初步成果。

2.實驗平臺建設。微機保護已成為當前繼電保護的主要形式。華北電力大學、湖南大學等高校先后自主開發了微機型線路保護教學仿真實驗裝置。實驗平臺建設思路為面向實踐平臺的建設，使學生能夠對本專業內容形成完整的知識鏈[5]。我?？刹捎靡M設備或者利用現有教師隊伍和資源對微機繼電保護實驗設備進行開發。目前，我?；赥MS320F28335+PC機的繼電保護教學實驗平臺的研制正在進行。

實驗平臺可作為本專業教學科研平臺，不僅方便用于學生實驗、課程設計和畢業設計，也可以作為教師的科研平臺。該平臺能夠使學生直觀了解微機繼電保護硬件結構，并且通過配置不同的軟件模塊實現不同原理、不同對象的繼電保護功能；開設綜合性實驗和設計性選做實驗，有利于提高學生的積極性及實驗、設計能力，有助于開闊學生的視野、發揮創新能力。

3.課程設計內容優化，加強畢業論文設計。課程設計是培養學生的實踐能力、創新能力和綜合能力的重要環節[6]，在傳統設計內容基礎上可以充分利用實驗平臺，先進行整定計算，后在平臺上模擬故障時繼電保護動作；建立以任務驅動，由教師引導、學生進行自主探究學習的框架。根據繼電保護原理建立主題，比如，電流保護、距離保護、縱差保護等；也可以根據繼電保護對象形成“主題”，比如，電力變壓器保護、輸電線路保護等。

課程設計可以在大三下學期上課期間布置下去，使學生帶著問題學習，并結合大三暑假為期五周的“發電廠生產實習”，使課程設計更具針對性、實踐性，從而激發學生的創新意識。此外，通過畢業論文的設計強化為工作打下基礎。

4.完善評價體系。適應新的教學方法與手段，改進傳統課程考核評價方式。繼電保護理論課成績應綜合考勤、課堂表現、小組討論、平時作業、網絡自測、綜合實驗等教學環節進行考評。將平時成績比例增大，有利于激發學生平時學習的積極性；課程設計可以對每個學生進行公開答辯及嚴格書面考核；畢業論文（設計）成績評定標準應以提高學生的實踐與創新能力為目的，綜合文獻綜述、論文質量、創新能力、實驗態度等因素進行考評。

本文以新疆農業大學電氣工程專業、農業電氣化專業為例，對繼電保護課程的教學模式進行探索與實踐，重點激發學生平時學習的主動性，使其能夠掌握必要的工程技術、測試方法以及先進設備的研究方法。若能將每個環節都做好做實，師生就能在一整套良好有序的教學體系中受益，從而培養出適應智能電網時代、具有實踐能力、創新精神的人才。

參考文獻：

[1]何瑞文，陳少華.現代電力系統的繼電保護課程教學改革與建設[J].電氣電子教學學報，2004，（3）.

[2]付喬.繼電保護發展現狀綜述[J].攀枝花學院學報，2006，（2）.

[3]李文武，袁兆強.繼電保護課程組教學改革的探索[J].中國電力教育，2010，（12）.

[4]曾煜曉.繼電保護教學培訓輔助軟件系統的開發與設計[D].濟南：山東大學，2008.

篇(7)

論文摘要：繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信—體化方向發展。并且電力作為當今社會的主要能源，對國民經濟的發展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用，本文對繼電保護發展現狀、電力系統中繼電保護的配置與應用、繼電保護裝置的維護作了詳細的介紹。

電力作為當今社會的主要能源，對國民經濟的發展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用?，F代電力系統是—個由電能產生、輸送、分配和用電環節組成的大系統。電力系統的飛速發展對電力系統的繼電保護不斷提出新的要求，近年來，電子技術及計算機通信技術的飛速發展為繼電保護技術的發展注入了新的活力。如何正確應用繼電保護技術來遏制電氣故障，提高電力系統的運行效率及運行質量已成為迫切需要解決的技術問題。

1、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。上世紀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，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年代中我國己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。

2、電力系統中繼電保護的配置與應用

2.1繼電保護裝置的任務

繼電保護主要利用電力系統中原件發生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于：在供電系統運行正常時，安全地。完整地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統發生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續運行；當供電系統中出現異常運行工作狀況時，它應能及時準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

2.2繼電保護裝置的基本要求

1）選擇性：當供電系統中發生故障時，繼電保護除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。

2）靈敏性：保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區外發生故障時，又不應該產生錯誤動作。

3）速動性：是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件，同時還提高了發電機并列運行的穩定眭。

4）可靠性：保護裝置如能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，必須確保保護裝置的設計原理、整定訓算、安裝調試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效，以提高保護的可靠性。

2.3保護裝置的應用

繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業高壓供電系統、變電站等，用于高壓供電系統線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統分母線繼電保護裝置的應用，對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應裝設過電流保護，對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括：

①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。

②母聯保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。

③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。

④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。

隨著繼電保護技術的飛速發展，微機保護的裝置逐漸投入使用，由于生產廠家的不同、開發時間的先后，微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達到的目的基本一致。

3、繼電保護裝置的維護

值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中，發現異?，F象時，應加強監視并向主管部門報告。建立崗位責任制，做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關及卸裝熔絲等工作，工作過程中應嚴格遵守電業安全工作規定。

做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行，防止誤碰運行設備，注意與帶電設備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。定期對繼電保護裝置檢修及沒備查評：

①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；

②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；

③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；

④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；

⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；

⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；

⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。

根據每年對繼電保護裝置的定期查評，按情節將設備分為三類：經過運行檢驗，技術狀況良好無缺陷，能保證安全、經濟運行的設備為一類設備；設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運行，不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備，危及安全運行，出力降低，“三漏”情況嚴重的設備為三類。如發現繼電保護有缺陷必須及時處理，嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。

隨著電力系統的告訴發展和計算機通信技術的進步，繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、—體化、智能化方向發展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發現故障并做好處理，保證系統無故障設備正常運行，提高供電可靠性。

參考文獻