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40年扎根科研 筑牢電網(wǎng)安全防線(xiàn)

來(lái)源：中國(guó)能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2025-05-29 09:37

——記全國(guó)勞動(dòng)模范，國(guó)家電網(wǎng)有限公司首席科學(xué)家鄭玉平

張露

　　“當(dāng)時(shí)我國(guó)電力系統(tǒng)保護(hù)領(lǐng)域的高端設(shè)備幾乎完全依賴(lài)于國(guó)外市場(chǎng)的進(jìn)口。在我國(guó)發(fā)生的電網(wǎng)穩(wěn)定性破壞事故中，由繼電保護(hù)設(shè)備缺陷導(dǎo)致的事故占到一半以上。”國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司（南瑞集團(tuán)有限公司）電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防御技術(shù)與裝備全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，國(guó)家電網(wǎng)有限公司首席科學(xué)家鄭玉平回憶說(shuō)。

　　繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的“第一道防線(xiàn)”，是防范大停電的核心。20世紀(jì)70年代到90年代，我國(guó)電力系統(tǒng)網(wǎng)架十分薄弱。1983年，剛從大學(xué)畢業(yè)年僅18歲的鄭玉平義無(wú)反顧地選擇了難度最大、要求最高、責(zé)任最重的電力系統(tǒng)保護(hù)和安全穩(wěn)定控制作為自己的主要研究方向。

　　守護(hù)電網(wǎng)“第一道防線(xiàn)”

　　不積跬步，無(wú)以至千里。參加工作不久，鄭玉平先從保護(hù)的試驗(yàn)裝置做起，在毫無(wú)資料借鑒的情況下，他從零摸索，研發(fā)成功RT-1型繼電保護(hù)試驗(yàn)裝置、Help-90自動(dòng)調(diào)試儀，為后續(xù)微機(jī)保護(hù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化起到了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。緊接著，鄭玉平和團(tuán)隊(duì)成員攻堅(jiān)克難，他們成功研發(fā)ISA-1型中低壓變電站成套微機(jī)保護(hù)，通過(guò)國(guó)家相關(guān)部委鑒定，主要技術(shù)性能達(dá)到國(guó)際水平，并很快投入批量應(yīng)用。

　　前期的積累，讓他更加有信心地投入到超高壓保護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)中?！霸谏驀?guó)榮院士的帶領(lǐng)下，我們團(tuán)隊(duì)從算法研究、判據(jù)設(shè)計(jì)到裝置的軟硬件實(shí)現(xiàn)，技術(shù)上一點(diǎn)一點(diǎn)地?fù)?，不斷地嘗試，反復(fù)地試驗(yàn)，硬是把微機(jī)型超高壓線(xiàn)路保護(hù)研發(fā)出來(lái)了，快速性、靈敏性等指標(biāo)比國(guó)外還好?！编嵱衿交貞洝?/p>

　　在解決了線(xiàn)路保護(hù)的國(guó)產(chǎn)化后，鄭玉平牽頭開(kāi)始了另一大類(lèi)變壓器、發(fā)電機(jī)等主設(shè)備繼電保護(hù)的自主研發(fā)工作，不久研發(fā)的發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)設(shè)備得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用，帶動(dòng)了我國(guó)發(fā)電機(jī)、變壓器主設(shè)備保護(hù)正確動(dòng)作率大幅提高。

　　進(jìn)入21世紀(jì)，研發(fā)1000千伏特高壓輸電技術(shù)被列入了國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，特高壓時(shí)代開(kāi)啟新挑戰(zhàn)。技術(shù)進(jìn)入了無(wú)人區(qū)，國(guó)際上沒(méi)有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，鄭玉平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，研制了全系列的差動(dòng)保護(hù)設(shè)備，應(yīng)用于我國(guó)所有的特高壓輸電工程并反哺超高壓保護(hù)裝置的技術(shù)升級(jí)，系列超高壓保護(hù)設(shè)備還出口到數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)。我國(guó)的繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)了從跟跑并跑到領(lǐng)先的技術(shù)跨越。

　　近幾年，面對(duì)核心芯片“卡脖子”，鄭玉平又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)設(shè)備從原理、技術(shù)到元器件的完全自主可控，為保障供應(yīng)鏈的安全作出了重要貢獻(xiàn)。

　　開(kāi)展新型電力系統(tǒng)前沿布局

　　面對(duì)新能源占比激增帶來(lái)的技術(shù)革命，鄭玉平正在開(kāi)展前沿布局。

　　一方面是新型電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)。隨著新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)，未來(lái)會(huì)替代同步發(fā)電機(jī)成為電力系統(tǒng)電源的主導(dǎo)。故障電壓、電流由變流器控制策略決定，呈現(xiàn)出復(fù)雜的非線(xiàn)性特征，威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

　　團(tuán)隊(duì)未雨綢繆，提前布局，開(kāi)展新型電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的技術(shù)攻關(guān)，突破傳統(tǒng)工頻相量技術(shù)路線(xiàn)，抓住故障的本質(zhì)是被保護(hù)對(duì)象的模型或參數(shù)發(fā)生了變化，利用時(shí)域信息進(jìn)行判別，提出了時(shí)域等效模型法的保護(hù)新原理，初步構(gòu)建了不依賴(lài)電源特性的繼電保護(hù)新技術(shù)體系。目前研制的裝置已在海上風(fēng)電送出、低頻輸電、大型新能源基地等場(chǎng)景應(yīng)用。

　　另一方面，大型變壓器的防爆燃保護(hù)技術(shù)也是團(tuán)隊(duì)正在攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，防止變壓器故障引發(fā)爆裂起火是個(gè)世界性的難題。從故障后傳統(tǒng)保護(hù)的角度，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)做到了極致，可以 5 毫秒超快速動(dòng)作，但仍難以避免爆燃事故發(fā)生。為此，團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，從多學(xué)科融合的角度出發(fā)，提出了主動(dòng)式的保護(hù)方案。如在故障擊穿前100毫秒實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，就可以避免變壓器的爆燃。這條技術(shù)路線(xiàn)實(shí)現(xiàn)難度極大。

　　經(jīng)過(guò)8年的努力，鄭玉平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)掌握了故障擊穿前的聲、光、電、磁等多物理量的演變規(guī)律，設(shè)計(jì)了模擬試驗(yàn)變壓器，開(kāi)展了反復(fù)的試驗(yàn)，提出了綜合超聲、特高頻、高頻脈沖電流信息的主動(dòng)保護(hù)方案，完成了系統(tǒng)和裝備的研發(fā)，目前正在特高壓換流變進(jìn)行安裝調(diào)試。

　　推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合是支撐保障電網(wǎng)安全的迫切需求。鄭玉平認(rèn)為，研發(fā)需要直接面向電力工程實(shí)際需求，還要超前考慮未來(lái)發(fā)展需求，提出的原理和方法要經(jīng)得起理論推敲和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)要在技術(shù)上可實(shí)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)上可行。

　　他解釋說(shuō)，對(duì)于繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，不能只考慮原理、算法的先進(jìn)性。要想把研究成果轉(zhuǎn)化為一個(gè)成功的產(chǎn)品，就需要考慮產(chǎn)品構(gòu)成的全環(huán)節(jié)。例如生產(chǎn)、制造、工程應(yīng)用環(huán)節(jié)，要同步研發(fā)生產(chǎn)專(zhuān)用工具，自動(dòng)測(cè)試工具，要考慮用戶(hù)使用的便利性，盡可能消除人為犯錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

　　這么多年來(lái)，鄭玉平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了四代上百類(lèi)繼電保護(hù)設(shè)備，都能夠很快推向市場(chǎng)，而且應(yīng)用的效果都很好。

　　責(zé)任編輯：于學(xué)華