4.1计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。微机保护的应用和发展在当前条件下已取得丰富的运行经验，在高可靠性的基础上，实现着良好的性能价格比。但随着电力系统自身体系的日益成熟与完善、计算机技术的不断发展以及用户对微机保护装置综合性能要求的进一步提高，现有微机保护尚存在一定的差距。基于这一因素，一种新型数字保护的构想模式，力求为新型微机保护的实践开辟道路。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。
单片化、高精度模数转换器(A/D)如何实现高精度的模数转换是所有数字式保护所要解决的首要环节，国内第一代微机保护即采用了当时较普遍的模数转换器实观A/D转换，这种处理系统的薄弱环节体现在以单一模数转换芯片所构成的数据采集系统的处理能力上;第一代保护中完成不同保护原理的分CPU均采用其专用的数据采集系统，其结构复杂，灵活性较差;第二代微机保护采用VFC构成其数据采集系统，既有效地解决了上述问题(用光电隔离实现信号隔离、脉冲计数实现多CPU数据共享)，又避免了多CPU系统中所经常出现复杂的总线操作。但与A/D转换相比，在某些应用场合。VFC式模数转换器较后者逊色，例如就高速高精度的数据采集而言，对应于模数转换精度的提高，VFC式模数转换器是以增大积分面积，延长转换时间为代价的(其分辨率受系统采样率的影响)。现代电子技术的成就足以促成现有保护系统的数据采集及转换部分的更新，更为重要的是，保护系统的性能也将因此而有所改观(便于实现多种保护原理及保护多功能化)。单片化、高精度模数转换器与专用光纤网络相配合的方式，即由专用单片智能型的模数转换器完成高精度、高速数据采集及处理的任务，利用光纤网络实现数据的同步处理及高速传输、多CPU间的数据共享以及信号流程间所需的隔离等，从而综合地解决了上述问题。
4.2数据采集
当今，利用光传感器对电力系统中的电流和电压进行测量已非技术上的难题。其发展趋势是在一个组件上即可将传统电压电流互感器的功能结合在一起，该传感器组件可在整个有关的动态范围内，以高分辨率、高精度和良好的线性度来满足控制、测量、保护以及计量工作的需要，如利用光电式电流互感器(OECT)或磁光式电流互感器(MOCT)进行电流测量。采用光电式互感器避免了传统电磁式互感器所带来的绝缘结构复杂、测量准确度无法满足(测量与保护无法兼顾)、安装检修不方便等缺点，取而代之的是，光电压电流传感器所特有的体积小巧、安装方便、无电磁感应性(抗饱和特性好)、良好的绝缘特性及其优良的隔离性能(指对一次大电流、高电压信号与一次小电流、低电压信号间的信号隔离)。光CT、PT的使用为简化电力系统一、二次设备的配置，将与一次系统有关的信息安全、可靠、实时地转变至二次侧的计算机处理系统创造了良好的应用条件，更便于与计算机处理系统的接口以及保护装置的就地下放，并节省了大量的电缆及相应的敷设工作。
4.3数据处理系统
保护系统所需的信息一经数据采集系统处理后，整个系统的实现将在很大程度上取决于该系统的数据处理能力。近年来的应用实践使我们相信多CPU(或数字信号处理器DSP)的单片化配置将有利于满足各种保护的特殊要求。所谓多CPU或DSP的单片化设置就是利用多个功能强大的CPU(单片模式)通过特定的内部联接来完成系统的多功能，而其中的每个CPU则被用于实现某一保护原理或特定的功能。这种保护系统的配置方式既满足了系统对抗干扰能力的需求，又充分发挥了多CPU配置的资源优势，便于采用高级语言编程、用户使用与维护以及系统整体性能的优化。
4.4网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务)，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。
对于一般的非系统保护，实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已很长的时间，也取得了一定的成果，但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应，必须获得更多的系统运行和故障信息，只有实现保护的计算机网络化，才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网，也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理，初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元，分散装设在各回路保护屏上，各保护单元用计算机网络联接起来，每个保护单元只输入本回路的电流量，将其转换成数字量后，通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元，各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障的母线隔离。在母线区外故障时，各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理，比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时，只能错误地跳开本回路，不会造成使母线整个被切除的恶性事故，这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
当今电力系统的高速发展迫切要求现代电力系统具有更高的安全、优质、可靠和经济运行的性能。从电力系统综合自动化的角度来看，网络方面，系统要求其控制网络与信息网络间相互借鉴、相互融合。对控制网络而言，微机保护系统可以实现完全的分散分布式控制、处理和运行，相当于一个智能化的节点，可就地上送有关信息而无需考虑其他条件的网络节点，可就地上送有关信息而无需考虑其他条件的约束。正是这一点，使得我们在进行新型数字保护的设计时，将保护系统的网络部分(尤其是其中具有高可靠性、高速、大容量的数据传输)作为系统设计的关键环节之一，使其更具灵活性，具备多种网络接口。
4.5信息化管理
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伴随着计算机技术、通信技术的发展，电网管理机制的转变，电网调度自动化技术正不断地更新换代。具有多种功能并能方便集成的各类现有系统的内联网、因特网技术已完全能够覆盖电力行业管理和营运的多种应用。因此，在本系统设计的初期，考虑到集电网运行和电力营销于一体的信息化管理系统--按信息的“分层、分类、分布”原则进行系统设计的主导思想，在该保护系统中采用了更为通用的、支持多种内部及外部联接的接口，从而保证最大限度地实现保护及其它相关信息的有效使用和高度共享。
4.6保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
目前，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下，保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方，亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后，一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量，通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置，由此一体化装置执行断路器的操作。
4.7智能化
本文关键字：技术 防雷保护技术，电源动力技术 - 防雷保护技术
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