继电保护专家之沈国荣

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沈国荣

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4 p- z# z# m* n7 A. @8 L; J! q' L南瑞继保电气有限公司董事长、总经理

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/ I' i  ^. G0 A, R$ \7 h! u　　沈国荣(1949.7.17 -) 电力系统继电保护专家。出生于江苏省武进县。1982年毕业于电力部电力科学研究院，获硕士学位。现任国电自动化研究院副院长；南瑞继保电气有限公司董事长、总经理；中国电机工程学会继电保护专委会主任；电力系统安全专家委员会二次组组长；电力行业继电保护标准化委员会主任。长期从事电力系统继电保护的科研开发，首创工频变化量保护原理，实现了继电保护理论上的重大突破。从实际出发提出新的判据，解决了电力系统继电保护许多重大技术问题。先后获国家专利十余项；1990和1992年先后两次获得国家发明二等奖；1999年获国家科技进步一等奖。所有新技术均快速投入实际工程使用，社会、经济效益明显。创建了适合我国实情的高科技产业化体系，形成了以科研创新带动产业发展，又以产业发展促进科技创新的良性循环。2003年当选为第十届全国政协委员。
　　1999年当选为中国工程院院士。

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沈国荣院士的贡献

2 _5 }2 W3 d+ f/ \8 @7 V# [                                                                      戴学安      陈道元
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      提起沈国荣院士，大家都不陌生，都知道他对南瑞贡献很大，但知道详情的人不多。笔者与他共事30多年，愿介绍一下他的贡献，以便大家进一步认识他。
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* P. L( i  b4 q0 y2 K% Z9 `# M% R2 _                                                                        勤奋好学  基础坚实
      1969年秋，林彪发布一号令，把大批知识份子和知识部门赶出北京。华北电力设计院系统室几十位专业人员下放到南京自动化设备厂，我随队带着继续开发西北330 kV线路保护的任务来到南京。1970年，沈国荣从南京电力专科学校毕业，分配到水电部南京水利电力仪表厂（后来更名为南京电力自动化设备厂，以下简称“设备厂”），按当时常规先在车间劳动，后调技术岗位参加产品调试工作。他给我的初步印象是：勤奋好学、善于思考、反应敏捷、效率极高。几年下来，他积累了很多实践经验。
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( \# S( k6 J$ I* T% d2 D) \7 B      “文革”结束后，高校恢复办学，他被厂领导保送到华北电力学院的电力系统自动化专业学习。他已有了实践经验，接受快、理解深、理论水平提高迅速，成绩优异，成了班上的“小老师”，常上讲台辅导同学，深得老师同学好评。他圆满地完成了第一阶段的“理论 — 实践 — 理论”的提高过程（这里的第一个“理论”指他在南京电校的学习收获），毕业后回设备厂工作，又积累了不少实践经验。

      1978年，南京自动化研究所（即后来的南瑞集团公司）在梁汉超所长力争及主持下，建立研究生办学点，广招天下人才。他考取了1979级硕士研究生，通过刻苦学习，理论上进一步飞跃，进入他人生笫二阶段“再实践 — 再理论”的升化过程，为日后发明创造打下了坚实基础。
      这里要特别指出，任何专业都离不开理论和实践，但继电保护是电力系统的“静静的哨兵”，承担着保障电力系统安全稳定运行的特殊使命，对理论和实践的要求比其他专业更高更严，简直就是苛求！
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                                                                          能力非凡  屡建奇功

      在研究生做论文的最后阶段，指导他的刘金铎老师给他定了一个有一定难度但估计能按期完成的题目。题目已做了一半，他自己却选择另一个完全创新的题目“工频变化量方向保护的研究”。刘老师考虑时间太紧，新题目风险大，怕到时候完不成，影响他及时毕业，有点为难。他找我谈（时任继电保护室主任），了解情况后认为新题目有新意也很有希望完成，建议他再与刘老师协商。这样，刘同意了。他通过理论分析，设计出原理图，经实验，证明构想是正确的，终于高水平准时完成了硕士论文。这是在我国及国际上第一次提出工频变化量继电保护的新原理，是对继电保护技术的重大贡献。后来，在进一步发展后，经申报，这项原理获国家发明二等奖（当年没有一个一等奖），成为南瑞继保的重要的主保护方式，具有传统保护技术没有的一系列优点。根据该原理开发的保护产品获部级科技进步一等奖。
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1982年毕业后，他留自动化所保护室工作。那时保护室从事高压、超高压线路保护以及电力系统安全自动装置的开发工作，都是保证电力系统安全稳定运行必不可少的课题。其中，安全自动装置更加缺人。负责这项任务的孙光辉要借调沈国荣工作，我虽然希望他继续研究保护技术，但也只好同意。一参加工作他就显出能力非凡。课题的首要任务是找出电力系统失去稳定的判据，然后才能采取相应措施。他提出新的阻抗循序判别原理：设置一套由圆圈或圆弧组成的，共用一根弦的6层的圆状图形，如系统振荡轨迹通过这些圆形，就将相应线路判为振荡中心所在；如6个圆形中有3个循序动作，就将电力系统判为失去稳定。该判据具有安全可靠诸多优点，获国家发明二等奖；根据该原理开发的保护产品获部级科技进步二等奖。
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      1986年在烟台召开全国电机工程继电保护专业学会，沈国荣提出论文“工频变化量距离继电器”。会前由继电保护权威王梅义专家审评，深得高度评价和赞赏。果然，会上137篇论文经无记名投票评选优秀论文，只有沈国荣这一篇选上。该论文提出的原理后来成为南瑞继保快速保护的基础，动作时间小于10 ms。在系统实际运行中的多次故障录波表明，其动作时间只有3 ms至5 ms，是我国乃至国际上最快的保护，至今仍然最快！保护的快速切除故障对系统安全稳定运行至关重要，而高压及超高压电力系统更加需要快速保护。上世纪70年代，美国曾就750 kV系统向全世界公开招标半周波（8.3 ms）以内动作的保护和高压断路器，据笔者所知，没有一家保护公司的产品能满足这样快的要求。根据该原理开发的保护产品获部级科技进步一等奖。

4 r* B9 Y4 C5 @8 ?9 I4 d$ K% M      考虑到他提出的工频变化量保护原理的重要意义和市场价值，1985年，笔者又只好将他从安全自动装置课题调回继电保护，为他配备几名助手，将理论转化为产品即商品。他以惊人毅力，不分白天黑夜和节假日地努力工作。一次病中，他难得地在家休息却照样工作。他和全组同志将工频变化量保护的理论予以系统化和产品化，产品开发一个成功一个。1991年，集成电路高压超高压线路的全套保护全部完成，总数达二十余种。他实在是个高产专家！
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' z  B; I" x6 K1 x7 Y! {      在开发过程中他不断提出新原理和新的关键技术，这里先举一例：
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      系统发生振荡时，国外各种保护装置几乎无例外地都要误动。我国为防止保护误动要求在系统振荡时保护闭锁，这又引起另一个问题：振荡时发生故障有可能拒动，而拒动的后果也是严重的。例如，福建系统有一次因保护闭锁而导致整个系统瓦解。为此，他于1988年针对传统原理的距离保护，研究出一种既不误动又不拒动的新的振荡闭锁技术，即在振荡同时如发生故障，就将保护的闭锁重新开放。这方法很好地解决了一直困扰着人们的大难题。
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      但是，他发明的工频变化量保护原理的系列保护装置，即使在振荡时也不会误动，也不需要闭锁，当然也就能够正确动作。这是这种全新原理及装置的难能可贵之处。
此外，他还提出了以下新原理和新技术：

1 Y" h" p9 `8 M2 x      ——  工频变化量原理的电流差动继电保护，这是短线路和超短线路的一种主保护；
+ F6 y/ |3 M! C2 l  W9 p% t4 k      —— 工频变化量原理的选相元件；
      —— 突变量原理的起动元件；
      —— 复合式距离保护；
      —— 工频变化量的可浮动门坎；
      —— 双回线相继快速动作的保护方式；
6 R; g3 m# r4 b; {/ I; x      —— 线路发生不对称故障时的相继速动保护方式。
+ \7 o8 V7 I) u8 S& b6 _5 y3 w      这一系列保护是当时国内外正确动作率最高，最安全可靠和最快速的保护，为我国电力系统广泛采用，约占全国集成电路保护的80%至90%，深受好评。这些新技术先后获得部级科技进步一等奖2个，二等奖1个，三等奖4个，国家发明二等奖2个，国家专利10项，等等。

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微机保护  力挽狂澜
      1985至1991年期间，他专心于将集成电路保护系列化，无暇顾及微机保护。当时某厂与有关高校合作推出了微机保护，据悉该厂有人说，我们己跑在自动化院的前头了，后面看不见他们了。听到这些，我们非常着急。
      其实，我院在上世纪80年代初期就很关注微机保护。1979年秋，我院曾向加拿大魁北克派出3名访问学者，其中保护室派出了梁合庆老师。访问结束后，梁带回加拿大的微机距离保护方案，由6块微机模板组成，当时每块模板价值一万多美元，单主板就要6万多美元，加上附件，估计全套成本高达人民币30万元以上，而已有产品不到人民币5万元。即使开发成功，用户也买不起。梁是大学教授，数学基础好，讲课堪称一流，但继电保护的实践囿于当时的种种困难，惜未实现人们的期望。
( p6 B* P/ }# S4 N- K      我院当时还派出在院里读研究生的薛禹胜、连秉中、张国瑞3人赴欧洲深造，攻读博士学位，他们不负众望。其中，薛禹胜因成绩突出，名振海外，被电力部任命为我院总工程师至今，还入选为中国工程院院士。保护室的连秉中专攻微机保护，也取得了优异成绩，我们殷切希望他在微机保护技术上有所突破。就他的理论基础、人品和才能而言，是完全可以成功的。但事与愿违，不幸发生了，他的大脑里长了瘤子！虽然后来成功地将肿瘤切除，领导上却不敢给他派任务，唯恐影响他大脑康复。后来，他的英国导师邀请他去英国教学，离开了我院。我们的微机保护又失去一次突破良机。
      随后，两位硕士隋风海和陈涛组成攻关小组，承担开发微机保护的重任。经过艰苦努力，他们终于开发出我院第一套微机距离保护装置。但由于实践经验不足，出厂前未能通过动模试验，不能投入现场试运行，于是攻关小组决定重振旗鼓再干。
/ `; w6 k& [/ a+ y! P      这时，沈国荣已将系列化集成电路保护的开发任务全部完成，室里决定由他领导微机保护的开发，他将先进的工频变化量原理及集成电路保护的实践经验有机地融合到微机保护中。经全组同志通力合作，勇猛直追，具有南瑞保护特色的微机保护装置很快问世，通过试运行和鉴定被评为国际领先水平，从根本上改变了我院微机保护技术落后的面貌。
! D' n7 j- M* a      后来，在他的领导下，保护室的开发队伍逐渐壮大，各类人才齐备，经过几年奋斗，不但完成了高压和超高压线路的保护，还补齐了中压和低压线路以及电气设备的保护，包括发电机、变压器、母线、电动机、电容器的各种保护等等。现在，包括各种派生产品在内，品种己达一百多个。他在研制开发过程中不断突破创新、不断解决一些关键问题，在此仅举一例：区外故障时，如母线保护的CT饱和，在原理上会引起误动作，也就是连接在母线上的所有线路会全部跳闸，会引起全变电站停电，甚至区域性系统瓦解。这是一个老大难问题。沈国荣等同志提出自适应阻抗加权抗饱和方法，圆满解决了这个大难题。
3 t" W" N! ]; V" `3 n$ ?0 b+ }' x0 s      到1999年底，以沈国荣为首的微机保护全套技术得奖情况如下（多项单套保护装置的得奖不计在内）：
, w' K3 n- k1 v      —— 1999年国家科技进步一等奖；
      —— 1998年部级科技进步一等奖；
      —— 1998年国家经贸委国家技术创新优秀项目奖；
9 e7 B. z6 u& h9 H6 W      —— 1997年国家科技部全国科技成果推广突出贡献奖；
      —— 1998年国家科技部国家火炬优秀项目一等奖。
$ P8 B0 _, S6 X, b/ L      这里要强调指出，微机确是划时代的新技术，是一种工具，各行各业都可用它。微机技术本身也在不断推陈出新，只要及时掌握最新信息，充分利用它的新资源，就能跟上时代的步伐。但继电保护不同，它的关键是原理，而新原理不是一朝一夕就能诞生的，需要很多年，甚至几代人的努力，才能提出一个有价值的新原理。解放至今，还没有人提出过多少继电保护的新原理，更谈不上系统化的新原理了。这就是人才难得可贵之处。
从我院微机保护发展的曲折过程，不难看出：在当今快速进步激烈竞争的时代里，人，有特殊才干的人，是决定性的因素！
                                                                      创建工厂  世界一流
      继电保护是保障电力系统安全稳定运行的特殊产品，在质量上要求非常特殊。不论在原理、设计、元器件选购、机械工艺、电气工艺、调试、出厂试验、抗干扰试验、现场售后服务等等各方面，比其他专业都有更加严格的苛求。稍有不慎，一个环节出问题，就影响整体质量，严重时将受到市场规律的惩罚，我们有过深刻教训。因此，建立自己的专业工厂，保障产品质量和制造工期是非常重要的，不论在国内还是国外无不如此。沈国荣经过多年努力，终于在江宁建立起一座具有世界一流水平的现代化工厂，严格按照继电保护的特殊要求办事，特别是在质量控制上走在国内外的前列，在开发产品的同时就开发了质量控制手段。就同行业而论，从前的调试、检查和考核以人工进行，非常繁琐费时，不能保证质量，而现在：
      ——  单模件以计算机自动调试，调试一块板子从几小时缩短到8 s至30 s；
" l, `$ Q' c' a6 h- z$ @& U      —— 背板采用印制电路板，进一步保证接线正确；
3 ]/ w# \# Q) X' u      —— 背板接线以计算机自动检查，检查一台装置从2人半天缩短到3 min至5 min；
% A1 l: [" V4 p      —— 整机自动调试，一台装置的调试从几天缩短到30 min左右，一个人可以同时调试三或四台装置；
      —— 整机高温带电试运行72小时；
2 n$ P! {/ y- w" |2 X      —— 成套保护屏柜需经数字实时仿真系统或动态模拟系统考核，通过后才能出厂。
$ @4 \( s: h2 r% k      以上这些措施一般是国内外其他厂家没有做的。从而，南瑞继保的质量控制系统成为同行业中最完备的一个，其效果是：
7 b- L+ a' m' h! @* z4 h& H: R      —— 认真执行标准，质量全优，不会因工作人员技术高低而差异；
      —— 调试检验项目完整全面，不漏项，不会因工作人员责任心不强而丢三落四；
      —— 产品质量不受外界因素影响，不会因工作人员一时情绪波动受到影响；
      —— 各种质量问题在厂内全部解决，现场投运可以一次成功；
      —— 提高了劳动生产率，实现了高新技术产业化，每月可完成2000面以上屏柜的出厂试验；一次年终，有2600多面屏柜通过了出厂试验，仍能保证测试正确；
      —— 以仿真系统综合考核，规定10面屏柜可出1个小错，已做到几十面屏柜只出1个小错。
      2007年，南瑞继保的总产值达24亿元以上，2007年底，公司向国家交税累计已超过15亿元：这些都是通过建立专业工厂实现的。

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佩服！佩服！我们可能永远到达不了他的高度。

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中央关怀  永不止步
      沈国荣很注意抓新产品，抓新的增长点。一个约一千职工的公司拥有400多人的开发队伍，他的雄心多大！除研制电力系统的自动化设备外，他不遗余力地抓电力电子技术的开发。以直流输电为例，在国家电网公司的支持下，通过三峡至广州直流输电工程的引进，我们掌握了国外直流控制和保护的核心技术，为葛洲坝至上海南桥直流输电的改造研制了新一代设备；又为三峡至上海的直流输电和西北华中联网的背靠背直流工程生产了这些设备；现在，三个新项目的产品正在生产中。所有出厂产品都成功地投入了运行，为国家节约了大量资金。
      同时，我们还建立了自己设计的成套直统输电模拟系统，用以检验产品的性能。我们的直流技术的发展非常迅速又非常经济，使外国人十分惊奇。此外，静态无功补偿，串联补偿，光纤数字CT、PT等等，一批批电力电子设备的开发都已取得显著进展，前途无可限量！
      从前忙于国内市场，无力顾及国外。2006年，沈国荣聘请了熟悉国际市场的高级人才，加强了人员组成，直接编写外文技术资料，大踏步地向国际市场进军。2006和2007两年开局不错，已在亚洲和非洲打开局面，订货超过几千万元。万事开头难，我们有理由相信，原理先进质量过硬的南瑞继保产品，一定会受到国外用户的青睐，一定能在国际市场占有重要的一席之地。
$ b( n* C# F1 H4 T2 ?7 H      由于贡献突出，胡锦涛主席、温家宝总理和贾庆林主席先后亲临南瑞继保视察，其他中央领导和省、部、市级很多领导同志也曾来视察指导，大家深受鼓舞。沈国荣同志本人也先后获得多种奖励和荣誉，如：
7 B1 p1 H3 M% Y3 h5 U6 c1 i      —— 1988年获国家级中青年有突出贡献专家称号；
      —— 1988年获中国科学技术协会青年科技奖；
      —— 1991年获江苏省劳动模范光荣称号；
      —— 1999年入选为中国工程院院士，是对他突出贡献的最大肯定。
, `6 i: i' u  _  J' Z      每个人都有自己的美好的梦。他没有向我们正面宣示他的梦是什么，但他说过，要把南瑞继保办成一个世界级的“百年老店”。这算是他的梦吧。愿更多人珍惜这个梦！愿更多人支持这个梦！愿更多人参与这个梦！让我们大家为中华民族的伟大复兴贡献出更多更大的力量！
0 K; j& t% \- Y0 l* g. D1 k  S$ Y      写到这里，笔者不禁感慨万千：人生短暂，多少人能给后人留下有益东西？沈国荣尽力了！他做到了！他永不满足于已有成绩！他永不止步！我们深信他和南瑞继保必将获得更加光辉的成就！
                                                    —— 本文由戴学安执笔，陈道元整理，拟用作“南瑞史”的重要资料存档。

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沈国荣院士

hust319

是个牛人,多少年才能出这样一个人才啊

damayi

原帖由 bdchx 于 2008-10-9 15:27 发表

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沈国荣院士

/ r; f  J8 b* L, R, w; i8 t& \' [沈总的确有过人之处，能把南瑞继保发展到今天，不容易。

cengyiwei

感觉比老杨还牛！！！！！！！！！！

qiuwei_002

杨院士是我国微机保护的创始人。