1　數字式線路保護面臨的困難

　　繼電保護裝置除了在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時的很短時間內動作外，長期是不動作的，因此裝置的某些缺陷可能不被發(fā)現，從而成為故障時不能正確動作的隱患。另外，繼電保護裝置投入使用后，在它所保護的設備運行的情況下，是不允許進行調整試驗的，因此繼電保護的性能都力求能適應各種運行方式和各種復雜故障，鑒于此，對繼電保護提出了速動性、靈敏性、選擇性和可靠性四項基本要求，并對不同保護規(guī)定有具體的指標要求。例如對靈敏度規(guī)定在最不利條件下的最低靈敏系數，而在確定整定值時又引入最低安全系數以保證選擇性。很顯然，提高整定值的安全裕度必然要降低靈敏度，而為了提高動作速度，往往要降低安全性。因此，繼電保護技術的困難一方面是檢測精度的提高，另一方面是在各種復雜的情況下都能滿足相互矛盾的四項要求。繼電保護的正確動作取決于一系列因素，包括保護原理、裝置的軟硬件設計、產品質量、整定調試及運行管理等方面。

　　電力系統(tǒng)的發(fā)展，對繼電保護不斷提出新的要求，線路保護裝置經歷了機電型、整流型、晶體管型和集成電路型幾個階段后，發(fā)展到今天被電力系統(tǒng)廣泛應用的數字式（也稱作微機型）階段。在計算機技術和通信技術飛速發(fā)展的今天，為了解決繼電保護的技術難題，適應電力系統(tǒng)的發(fā)展要求，數字式線路保護還有些問題要解決。

　　2　實現高可靠性必須解決的問題

　　數字式線路保護包括硬件和軟件兩部分。

　　硬件系統(tǒng)一般包括數據采集（模擬量輸入）、數據處理、開入開出和通信接口四部分。數據采集系統(tǒng)將直接影響裝置的精度，為了提高信號分辨率及采樣頻率，使用高速的14～16位a／d轉換器是必須的，并且能夠對通道進行完善的監(jiān)視。數據處理能力是制約原理方案正確實施的關鍵，為了實現高速可靠動作，使用新的原理方案是不可避免的，并且為了正確全面地分析保護的動作行為，應對保護動作時刻前后的所有模擬量、開關量及保護繼電器元件的動作行為進行詳細的記錄，因此一般須采用大容量的存貯器及具有定浮點運算功能的32位微處理器方能滿足要求。開入開出的設計對提高裝置的抗干擾水平和可靠性至關重要，目前的保護產品僅能做到檢測出口跳閘繼電器的線圈，對斷路器跳閘控制回路的完整性無法監(jiān)測，如果這一問題得以解決，對電力系統(tǒng)的運行和檢修具有極其重要的意義。通信接口的設計應包括就地和遠方兩個方面，以滿足就地監(jiān)視和自動化系統(tǒng)的通信要求，特別是與自動化系統(tǒng)接口應靈活方便。

　　影響硬件系統(tǒng)可靠性的因素很多，主要有以下四個方面：①選用元器件的質量；②制造工藝水平；③電路設計的合理性；④元器件的集成度。顯然，電路設計在硬件系統(tǒng)的設計中仍占據極其重要的位置，設計完善的電路必須保證任何一個元器件失效不會造成系統(tǒng)的癱瘓，并能方便地將故障檢出。

　　一般情況下，對同一硬件系統(tǒng)配置不同的軟件，即可構成不同原理的保護裝置，因此可以說軟件設計水平的高低，對保護的性能有著巨大的影響。通常，保護軟件和通信接口軟件是彼此獨立進行設計的，通信部分異常不應影響保護程序的運行，這就要求在軟件設計時，對數據結構、中斷（或任務）設置以及算法要進行全面的考慮，另外，對線路保護而言，由于對同一種故障類型，可以由不同原理的保護繼電器反映，因此，繼電器的并行工作將對裝置的性能提高有著極其重要的意義。

　　3　實現高可靠性的途徑探討

　　為了實現高可靠性，通常在硬件設計時采用冗余設計，由多個完全獨立的cpu系統(tǒng)完成保護功能，任一cpu系統(tǒng)異常，裝置不應誤出口跳閘，并且仍應具有反應各種故障類型的能力，3取2設計被證明是提高可靠性的一種成功典例。另外，設計硬件閉鎖回路，該回路只有在電力系統(tǒng)發(fā)生擾動時解除閉鎖，也是提高可靠性的一種簡單有效措施。前面介紹的高精度的a／d回路、功能強大的cpu系統(tǒng)，應作為保護產品的基本設計。

　　對于模擬輸入通道的正確性檢測，一般采用軟件手段按電流、電壓求和平衡自檢的方法進行，這種檢測方法僅在輸入通道損壞的情況下方有效，且不能定位到具體哪一路，而低通濾波回路特性的異常變化根本不可能檢測出。顯然，應采取措施進行完善的檢測，例如：在a／d板內自產12倍工頻信號，加于每一路有源濾波器上，20倍工頻以上的信號則全部濾除，工頻信號全部通過。在軟件中檢測每一路模擬信號中所加信號12倍工頻信號是否正確。與常規(guī)的平衡電流、平衡電壓檢測相比，它能檢出具體哪一路采集回路出錯；具體到能檢測出濾波電路的錯誤；對于不接零序電流、零序電壓量的保護，也能正確識別。

　　裝設在高壓電網中的線路保護裝置，會不斷受到正常運行情況下和某些偶然情況下產生的強電磁干擾。另外，應用在數字式保護中的微電子器件很多，由于微電子器件耐受干擾的水平極低，因此，繼電保護裝置的抗干擾設計是繼電保護工作者當前和今后相當長時期要特別關注的課題。為了