傳統(tǒng)的繼電保護專業(yè)性很強，并以“事先整定、實時動作、定期檢驗”為其特征，很少觸及到裝置或系統(tǒng)的經(jīng)常自檢、遠方監(jiān)控、信息共享、動態(tài)修改定值的自適應(yīng)等問題。
當代繼電保護技術(shù)的發(fā)展，正在從傳統(tǒng)的模擬式、數(shù)字式探索著進入信息技術(shù)(IT)領(lǐng)域，從而導致了上述傳統(tǒng)格局的變化。由于繼電保護在電力系統(tǒng)安全運行中所處的重要地位，這樣的發(fā)展必然是漸進的。
當前，繼電保護中信息技術(shù)的特征，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1) 自診斷和監(jiān)視報警；
(2) 遠方投切和整定；
(3) 信息共享，多種保護集成；
(4) 促使綜合自動化的發(fā)展；
(5) 波形識別，由穩(wěn)態(tài)發(fā)展到暫態(tài)；
(6) 提供動態(tài)修改定值的可能。
1、繼電保護進入IT領(lǐng)域的發(fā)展過程
繼電保護進入信息技術(shù)領(lǐng)域，是計算機技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。
早期，電力系統(tǒng)的安全運行主要靠“事先整定、實時動作”的各種繼電保護和自動重合閘等當?shù)氐淖詣友b置來保證。即使遠動裝置的出現(xiàn)，承擔了遠方監(jiān)視調(diào)度的“四遙”功能，甚至實現(xiàn)了無人值班變電站和水電站，但上述保證安全運行的格局仍未改變。
計算機進入調(diào)度以后，一度發(fā)生過計算機和遠動兩個專業(yè)的交叉。在我國，差不多經(jīng)過一個年代的時間，才在監(jiān)視控制和管理系統(tǒng)SCADA/EMS/DMS的旗幟下，把調(diào)度所內(nèi)的“遠動”和“計算機”統(tǒng)一到“自動化”上來。此時，傳統(tǒng)的繼電保護和自動裝置功能，不僅巍然不動，而且還發(fā)展了“故障測距”、“故障錄波”等現(xiàn)場自動裝置。
但是，隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的發(fā)展，這個格局受到了沖擊，慢慢地發(fā)生了變化。這個變化，首先是從遠動專業(yè)開始的。
80年代末90年代初，數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的應(yīng)用，導致免變送器RTU的問世。而免變送器RTU的問世，不僅使得隨一次設(shè)備分散布置的分散式RTU很快地發(fā)展起來，而且還提供了強有力的功能綜合優(yōu)化手段。如電壓、功率和電度的測量，以前需要通過三種不同的變送器來實現(xiàn)，而免變送器的RTU直接從CT、PT采樣電流電壓波形，通過分析計算，不僅可以得出電壓、有功無功功率和有功無功電度，還可對基波與諧波進行分析，進一步計算出功率因數(shù)、頻率以及零序負序參數(shù)等的值。在變電站自動化中，這種分散布置的RTU模塊通稱為測量控制單元或I/O單元。
與此同時，變電站站內(nèi)傳統(tǒng)的各種繼電保護和重合閘、故障測距、故障錄波等自動裝置，同樣受到DSP的沖擊。直接從CT、PT采樣電流電壓波形，通過分析計算，不僅可以對各種繼電保護的運行值和整定值進行比較，實現(xiàn)其保護功能。而且，還可和重合閘、故障測距、故障錄波、小電流接地系統(tǒng)單相接地選線等功能綜合在一起，隨一次設(shè)備分散布置。在變電站自動化中，這種分散布置的保護和自動裝置模塊通稱為保護單元。
I/O單元和保護單元的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)的集中控制的變電站自動化系統(tǒng)除變電站級的中央單元外，增加了一層由I/O和保護單元組成的間隔級（bay level）。因此，I/O和保護單元有時也統(tǒng)稱為間隔級單元。不同的是，I/O單元主要是面向正常運行方式，而保護單元則是用于故障環(huán)境。因此，兩者對CT變比的要求是不同的。
中央單元和間隔級單元之間一般采用光纜連接, 并通過信息共享實現(xiàn)諸如“室內(nèi)五防、室外四防”的軟件閉鎖，取代或簡化傳統(tǒng)上較為復雜的二次閉鎖回路。此外，中央單元還承擔少量公用的I/O和管理任務(wù)，如接入對時用的全球定位系統(tǒng)(GPS)信息、無人值班時的入門監(jiān)視和煙霧報警，以及和環(huán)網(wǎng)上的FTU配合實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)發(fā)、環(huán)網(wǎng)控制和接地選線等。這樣，通過高一層次的綜合優(yōu)化，組成了變電站的自動化系統(tǒng)。
由于這種分散式的變電站自動化系統(tǒng)具有節(jié)約投資和安全可靠的特點，在配電到輸電變電站的無人值班設(shè)計中，得到了廣泛的應(yīng)用。如1994年10月，華北電力集團公司輸變電訪日代表團去日本考察的東山梨500 kV變電站、新西廣島500 kV變電站和九州電力公司500kV中央變電站，都是采用分散布置的自動化系統(tǒng)。
應(yīng)該看到：由計算機技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)帶動的信息化方向，從遠動開始、經(jīng)繼電保護和自動裝置，正向傳統(tǒng)的能量計費領(lǐng)域挺進。
2、數(shù)字信號處理DSP技術(shù)的發(fā)展
計算機技術(shù)和通信技術(shù)（含GPS）的發(fā)展，帶動了信息產(chǎn)業(yè)，甚至導致信息時代的到來，已是人所盡知的了。但對于電力行業(yè)而言，還不可忽視數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的發(fā)展，特別是DSP對繼電保護技術(shù)發(fā)展的影響。沒有DSP技術(shù)的應(yīng)用，就難以出現(xiàn)象10 kV開關(guān)柜門上集測量、控制和保護，甚至電度表計于一體的綜合自動化設(shè)備，500 kV線路上的行波測距和保護也將碰到難以克服的困難。
用于交流直接采樣的DSP，理論上并不復雜，但要作到速度快（至少每周采樣96點，抽樣16點計算出從基波到2～7各次諧波）、精度高（支持0.2級能量表計）、溫濕度范圍大（－40～+85℃，相對濕度95%），并能通過各種國際標準的抗振、抗干擾、抗腐蝕檢驗，就很不容易。這要涉及硬件和軟件兩方面的問題。
就硬件而言，除了上面所說的采樣速度、采樣精度和環(huán)境條件外，還有兩個問題。一是DSP的實現(xiàn)是采用分立元件或是集成的DSP芯片，而DSP芯片又有民用品、工業(yè)品和軍用品之分；二是將來自CT/PT或傳感器的電流/電壓波形信號送入DSP前的互感器隔離和線性變換。其整體費用將隨精度的提高而非直線上升（如一塊進口的、能切斷60～80 A電流的1級單相多功能數(shù)字分時電度表，含運費關(guān)稅在內(nèi)每只才300來元，而0.2級的三相表就將接近10000元）。電流/電壓的波形信號采樣完成后，就要由軟件進行分析計算。
軟件分析計算的速度和精度，主要取決于所采用的分析計算方法。分析計算實際上包括三個部分：一是對波形進行分析，得出基波和各次諧波；二是根據(jù)電工原理，計算出基波和各次諧波的電流/電壓值；三是按照部件的功能要求，計算出所需的電工參數(shù)或繼電保護的動作值。對波形信號的分析則是影響分析計算速度和精度的關(guān)鍵。
當前，普遍采用傅立葉變換來進行波形分析。對于正常運行狀態(tài)下的電力系統(tǒng)，主要是對穩(wěn)態(tài)下的基波和諧波進行分析，傅立葉變換顯然是一個十分有效的工具。這就是為什么DSP技術(shù)首先在遠動系統(tǒng)中得到應(yīng)用，并迅速發(fā)展起來的原因。但對面向提取和識別電力系統(tǒng)故障信息的繼電保護而言，僅滿足于當前利用故障分量中的工頻或穩(wěn)態(tài)分量來實現(xiàn)保護，就將會在實現(xiàn)諸如行波和超高速保護時，為解決快速動作與可靠性的矛盾而碰到困難。因為，傅立葉變換對建立在反應(yīng)故障暫態(tài)分量基礎(chǔ)上的行波和超高速保護，已顯得無能為力。這時，就要用到80年代末發(fā)現(xiàn)90年代興起的一種稱為小波(wavelet)變換的分析方法。
3、小波變換
傅立葉變換和小波變換的主要差別是：傅立葉變換是把一個信號波形分成不同頻率的正弦波之和，而小波變換則是把一個信號波形分成不同尺度和位置的小波之和。小波是一個振蕩波形，最多持續(xù)幾個周期。但小波各式各樣，而且還會不斷發(fā)現(xiàn)新的小波及其函數(shù)。
可見，傅立葉變換是一個純頻域的分析方法，在時域上沒有任何分辨能力。而輸電線路故障后的暫態(tài)行波是一個突變的信號，用純頻域的傅立葉變換是難以分析的，它既不能得出暫態(tài)行波到達觀測點的準確時刻，也不能確定行波的幅度和極性。因此，對利用故障暫態(tài)行波實現(xiàn)保護和故障測距來說，傅立葉變換可以說是無能為力的。小波變換這個新的數(shù)學分支，是數(shù)學界和信號分析界在尋求純頻域和純時域兩者接合的分析方法中，出現(xiàn)的一個時頻局部化分析的思想，即同時提供一個信號的時域和頻域的局部化（持續(xù)幾個周波）信息。理論和實踐表明，小波變換是分析非平穩(wěn)變化信號或突變信號的最有效的分析方法。
由于小波變換具有良好的時、頻局部化分析能力，能對信號或圖象的任何微小細節(jié)進行分析。如用小波變換對一個突變的鋸齒形波進行分析，在每秒采樣256次的條件下，可用16個小波來表示；如采用傅立葉變換，由于很難分析信號中間的突變部分，則需用256個正弦波才行，這就限制了它的實際應(yīng)用。因此，小波變換是利用故障暫態(tài)行波實現(xiàn)保護和故障測距的最有效的分析方法。盡管小波變換在繼電保護中的應(yīng)用尚處于起步階段，但已在行波測距中取得了令人鼓舞的結(jié)果，目前已達到僅100 m的測距誤差，顯示出誘人的前景。
4、繼電保護進入IT領(lǐng)域后的幾個問題
當前，我國電力工業(yè)正發(fā)展到一個重要的歷史階段：國家電力公司的成立，標志著“公司化改組、商業(yè)化運營、法制化管理”的開始；同時，電網(wǎng)調(diào)度自動化的SCADA/EMS剛站穩(wěn)腳根，城網(wǎng)建設(shè)改造、配電系統(tǒng)自動化和電力市場隨之提上了日程；此外，無人值班變電站自動化是否影響安全的擔心才放下不久，電力市場是否會沖擊安全的陰影又悄悄襲來。
在對繼電保護進入IT領(lǐng)域的發(fā)展過程作了如上回顧之后，結(jié)合當前形勢，應(yīng)當注意下列發(fā)展中的幾個問題：
(1) 信
