師之楷模國(guó)之楨干
——記第十屆顧毓琇電機(jī)工程獎(jiǎng)獲得者葛耀中先生
葛耀中,1929年出生于遼寧鐵嶺,中國(guó)電力系統(tǒng)故障分析與繼電保護(hù)泰斗級(jí)專(zhuān)家,中國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科開(kāi)拓者與奠基人,西安交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,2019年顧毓琇電機(jī)工程獎(jiǎng)獲得者。
2019年顧毓琇電機(jī)工程獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮
葛耀中于1951年在西北工學(xué)院畢業(yè)后,留校任教,1953~1955年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究生班學(xué)習(xí);1955~1957年在西安動(dòng)力學(xué)院和西安交通大學(xué)任講師;1958~1962年分別在前蘇聯(lián)莫斯科動(dòng)力學(xué)院和里加工學(xué)院學(xué)習(xí),獲蘇聯(lián)科學(xué)技術(shù)副博士學(xué)位;1962年起在西安交通大學(xué)任副教授、教研室主任;1984年起任教授、博士生導(dǎo)師。
葛耀中先生對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)學(xué)科的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。1962年,對(duì)各種通道的繼電保護(hù)基本理論、實(shí)現(xiàn)方法及保護(hù)性能,提出了定量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。1978年在《繼電器》雜志上發(fā)表系列論文,闡述微機(jī)保護(hù)的優(yōu)勢(shì)與發(fā)展趨勢(shì),推動(dòng)了微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展,隨后又開(kāi)展自適應(yīng)繼電保護(hù)理論及其實(shí)現(xiàn)方法的研究,促進(jìn)了微機(jī)保護(hù)智能化。1984年提出永久性故障判別的概念,開(kāi)辟了自適應(yīng)重合閘研究領(lǐng)域。系統(tǒng)地研究了利用故障分量的繼電保護(hù),并提出了反應(yīng)正序故障分量的方向元件。倡導(dǎo)并推進(jìn)行波故障定位與保護(hù)的研究工作。出版了《高壓輸電線路高頻保護(hù)》《新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理與技術(shù)》《超高壓輸電線故障分析與繼電保護(hù)》(合著)等著作。BXG-1型相差高頻保護(hù)裝置獲1984年國(guó)家教委優(yōu)秀成果獎(jiǎng);“電纜故障測(cè)距儀”獲1993年國(guó)家發(fā)明四等獎(jiǎng);“利用故障分量繼電保護(hù)的理論研究”獲1995年國(guó)家教委科技進(jìn)步三等獎(jiǎng);“基于小波變換的輸電線路暫態(tài)分析和故障測(cè)距理論研究”獲2004年北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng);“基于行波原理的電力線路在線故障測(cè)距技術(shù)”獲2007年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng);《超高壓輸電線故障分析與繼電保護(hù)》獲1992年全國(guó)優(yōu)秀科技圖書(shū)一等獎(jiǎng)。
葛耀中先生積極組織電力行業(yè)的學(xué)術(shù)交流,先后擔(dān)任中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事、名譽(yù)理事、繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員、國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議中國(guó)國(guó)家委員會(huì)委員等職務(wù),致力于推進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。葛先生為繼電保護(hù)原理研究和技術(shù)應(yīng)用培養(yǎng)了大批人才,指導(dǎo)的學(xué)生中大部分已成為我國(guó)繼電保護(hù)領(lǐng)域的著名專(zhuān)家、學(xué)者和企業(yè)技術(shù)骨干,包括大學(xué)教授、IEEE Fellow若干。擔(dān)任中華電力教育基金會(huì)許繼獎(jiǎng)教金工作委員會(huì)名譽(yù)委員,曾獲中華電力教育基金會(huì)許繼獎(jiǎng)教金突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、陜西省優(yōu)秀博士生指導(dǎo)教師、西安交通大學(xué)突出貢獻(xiàn)博士生指導(dǎo)教師等榮譽(yù),為中國(guó)電力人才培養(yǎng)與體制建設(shè)作出了突出貢獻(xiàn)。
出版的部分著作
為國(guó)讀書(shū) 擔(dān)當(dāng)使命
1951年,葛耀中于西北工學(xué)院畢業(yè)后留校任教。那時(shí)新中國(guó)建國(guó)不久,百?gòu)U待興。而葛耀中學(xué)習(xí)任教的電力學(xué)科是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)性學(xué)科,事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈。葛耀中深感責(zé)任重大,下定決心要為中國(guó)電力學(xué)科的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。
1953年,葛耀中以其在教學(xué)和科研中的優(yōu)異表現(xiàn),被選拔去哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究生班深造。當(dāng)時(shí),新中國(guó)的電力學(xué)科處于起步階段,為了培養(yǎng)工業(yè)部門(mén)的工程師和國(guó)內(nèi)大學(xué)的理工科師資,政府?dāng)U建了哈爾濱工業(yè)大學(xué),聘請(qǐng)?zhí)K聯(lián)教授授課與指導(dǎo),這使葛耀中可以接觸到當(dāng)時(shí)世界前沿的科學(xué)技術(shù)。在授課學(xué)科中,電力系統(tǒng)故障分析與繼電保護(hù)在國(guó)內(nèi)尚屬空白。繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的第一道防線,被譽(yù)為電力系統(tǒng)的保護(hù)神,對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有極其重要的意義。葛耀中毅然選擇了電力系統(tǒng)故障分析與繼電保護(hù)方向進(jìn)行深造,其導(dǎo)師為繼電保護(hù)領(lǐng)域的國(guó)際著名學(xué)者、列寧格勒工業(yè)大學(xué)的雅·拉·魯金教授。魯金教授牽頭組建了發(fā)電廠教研室與實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)設(shè)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)自動(dòng)化等課程。為了能與魯金教授更好地學(xué)習(xí)交流,葛耀中苦練俄語(yǔ),鉆研原版俄文教材,并幫助魯金教授完成了許多中、俄文教材資料的編寫(xiě)整理工作。在魯金等蘇聯(lián)教授的悉心指導(dǎo)下,葛耀中很快掌握了電力系統(tǒng)故障分析與繼電保護(hù)的核心知識(shí)框架與理論體系,這為他日后的教學(xué)和科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在葛耀中研究生學(xué)習(xí)期間,東北電管局在雅·拉·魯金教授等前蘇聯(lián)專(zhuān)家的指導(dǎo)下組建了新中國(guó)第一批電力系統(tǒng)繼電保護(hù)調(diào)試隊(duì)伍,葛耀中積極加入,并與老師和同學(xué)一起在東北電網(wǎng)上開(kāi)展繼電保護(hù)調(diào)試試驗(yàn)。他腳踏實(shí)地、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真,積累了寶貴的現(xiàn)場(chǎng)知識(shí)與工程經(jīng)驗(yàn)。
1955年底,葛耀中于哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究生班學(xué)成后回到西北工學(xué)院,1956年正式開(kāi)始授課。后加入西安動(dòng)力學(xué)院,并于1957年并入西安交通大學(xué)。葛耀中開(kāi)設(shè)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化課程。
他在教學(xué)工作中注重立德樹(shù)人,教學(xué)相長(zhǎng),得到學(xué)生們的廣泛喜愛(ài)與認(rèn)可。
1958年,葛耀中由西安交通大學(xué)推薦報(bào)考了留蘇預(yù)備生并被錄取。得知這個(gè)消息后,他非常激動(dòng),同時(shí)也感到責(zé)任重大。他下定決心要把握住這次寶貴的出國(guó)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),立志學(xué)成后回報(bào)祖國(guó)。鑒于葛耀中良好的俄語(yǔ)基礎(chǔ),他于1958年年底未經(jīng)培訓(xùn)便直接赴莫斯科動(dòng)力學(xué)院學(xué)習(xí),攻讀副博士學(xué)位(相當(dāng)于美國(guó)的博士學(xué)位)。葛耀中跟隨的導(dǎo)師是前蘇聯(lián)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)權(quán)威,國(guó)際著名的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專(zhuān)家B·L·法布里坎特教授。法布里坎特教授對(duì)來(lái)自中國(guó)的留學(xué)生十分友好,毫無(wú)保留地將畢生所學(xué)全悉相授。同時(shí),他在理論分析和工程應(yīng)用方面對(duì)學(xué)生的要求極高。葛耀中選定的研究方向是電力系統(tǒng)微波縱聯(lián)保護(hù)。為了提高自己研究工作的理論深度與廣度,葛耀中一有空余時(shí)間就泡在列寧圖書(shū)館查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料。在不斷的學(xué)習(xí)與思索過(guò)程中,葛耀中逐漸形成了自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn):雖然縱聯(lián)保護(hù)被認(rèn)為是輸電線路最理想的保護(hù)方式,但必須先研究清楚縱聯(lián)保護(hù)通信信道類(lèi)型對(duì)保護(hù)性能的影響。為此,他初步推導(dǎo)了利用通道保護(hù)的基本原理,并向法布里坎特教授做了匯報(bào)。法布里坎特教授對(duì)他的觀點(diǎn)感到十分驚訝:沒(méi)想到這個(gè)來(lái)自中國(guó)的小伙子有如此扎實(shí)的理論功底、新穎獨(dú)到的思考能力和對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)體系化的深度理解。他對(duì)葛耀中的工作十分贊賞,并鼓勵(lì)他一定要將這一工作做深做好。之后,葛耀中又廣泛閱讀學(xué)習(xí)了微波通信技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、電磁兼容技術(shù)等領(lǐng)域的理論知識(shí),對(duì)研究課題的認(rèn)識(shí)也愈加清晰。
1961年,葛耀中隨法布里坎特教授前往位于拉脫維亞的里加工學(xué)院繼續(xù)深造。當(dāng)時(shí),葛耀中已完成了研究課題中的大部分工作,論文的進(jìn)一步深化研究和相關(guān)實(shí)驗(yàn)還有待開(kāi)展。為了能早日回國(guó)工作,葛耀中發(fā)奮鉆研,終于在1962年完成了自己的副博士學(xué)位論文。該論文闡述了利用通道的繼電保護(hù)基本原理與實(shí)現(xiàn)方法,評(píng)估了微波通道與保護(hù)性能間的關(guān)系,對(duì)利用微波通道的相位差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作原理和技術(shù)進(jìn)行了全面深入的研究,受到前蘇聯(lián)專(zhuān)家學(xué)者的高度評(píng)價(jià)。葛耀中還利用半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)了部分保護(hù)裝置。這些理論與實(shí)驗(yàn)研究工作為回國(guó)后繼續(xù)開(kāi)展縱聯(lián)保護(hù)研究與其工業(yè)應(yīng)用起到了重要的指導(dǎo)作用。
完成學(xué)業(yè)后,葛耀中迫切地告別了老師、同學(xué),在回國(guó)的火車(chē)上,他感慨萬(wàn)千:求學(xué)數(shù)十載,終于練就一身本領(lǐng),可以全身心地投入到祖國(guó)的生產(chǎn)建設(shè)事業(yè)中了。經(jīng)過(guò)幾天的長(zhǎng)途跋涉,葛耀中回到了西安,在踏上故土的那一刻,他感到分外的親切和喜悅。肩負(fù)著夢(mèng)想與使命,他開(kāi)啟了人生又一新的階段。
與蘇聯(lián)專(zhuān)家交流
屢屢突破 拓新篤行
回到祖國(guó)的葛耀中迅速投身教學(xué)與科研事業(yè)。他開(kāi)設(shè)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)自動(dòng)化等課程,并組建實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)。在西安交通大學(xué),葛耀中數(shù)十年如一日地授課、閱讀書(shū)籍、做實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展學(xué)術(shù)研究。他認(rèn)為,作為一名合格的專(zhuān)業(yè)課教師,必須理論與實(shí)際緊密結(jié)合。因此,他與當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的電力制造和繼電器廠建立了密切關(guān)系,經(jīng)常到電力系統(tǒng)運(yùn)行單位調(diào)查學(xué)習(xí)。1964年,他和國(guó)內(nèi)唯一一家繼電器制造廠——阿城繼電器廠共同研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)半導(dǎo)體相差高頻保護(hù)裝置,并在蘭州鹽鍋峽水電站投入試運(yùn)行。他堅(jiān)信,雖然中國(guó)的繼電保護(hù)是從國(guó)外學(xué)來(lái)的,但中國(guó)人民的聰明才智不亞于其他任何其他國(guó)家。只要有一批人持之以恒地研究推進(jìn),終有一日中國(guó)的繼電保護(hù)學(xué)科也可以達(dá)到世界一流水平。
1966年,“文革”爆發(fā),國(guó)家一時(shí)間陷入混亂,工人停工,學(xué)生停課,科研工作也難以開(kāi)展。葛耀中雖然在此期間受到了隔離審查,但他始終堅(jiān)信,黨和國(guó)家會(huì)解決好當(dāng)下的問(wèn)題,自己更應(yīng)做好本職工作,抓緊一切可能的時(shí)間鉆研問(wèn)題,修煉能力。他決定開(kāi)始實(shí)踐自己的夙愿:把行波測(cè)距與繼電保護(hù)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。在他的倡導(dǎo)下,與西北電管局繼電保護(hù)科和中心試驗(yàn)所的同行合作開(kāi)展基于C型故障探測(cè)器的研究工作。他們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)數(shù)年時(shí)間的現(xiàn)
場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究,終于研制出試驗(yàn)樣機(jī)。雖然它難以滿足繼電保護(hù)高可靠性的要求而未投入工業(yè)實(shí)用,但為后來(lái)的行波測(cè)距和行波保護(hù)裝置的研制與應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
“文革”結(jié)束后,隨著高考的恢復(fù)和研究生制度的建立,國(guó)內(nèi)高等教育逐漸走上正常道路。葛耀中懷著激動(dòng)的心情總結(jié)了自己在國(guó)外讀研和過(guò)去從事科研工作的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為在研究生的培養(yǎng)中,要特別強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新能力。于是,他對(duì)研究生明確提出了“團(tuán)結(jié)、進(jìn)取、創(chuàng)新、高效”的理念。在這一理念下,他不僅培養(yǎng)了國(guó)家迫切需要的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才,也對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與技術(shù)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。
1978年,數(shù)字計(jì)算機(jī)開(kāi)始在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和控制領(lǐng)域應(yīng)用。與傳統(tǒng)的模擬式繼電器迥然不同,微機(jī)保護(hù)具有靈活性強(qiáng)、功能強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)、自檢能力強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)。為了推進(jìn)微機(jī)保護(hù)的研究和應(yīng)用,葛耀中將微機(jī)保護(hù)的研究成果進(jìn)行了整理,并在中國(guó)繼電保護(hù)行業(yè)期刊《繼電器》上發(fā)表系列論文,闡述微機(jī)保護(hù)的優(yōu)勢(shì)與發(fā)展趨勢(shì),給出了基于時(shí)域模量的微機(jī)保護(hù)實(shí)現(xiàn)方案和硬件設(shè)計(jì)方案。他還特別強(qiáng)調(diào),在繼電保護(hù)應(yīng)用數(shù)字計(jì)算機(jī)中,要充分發(fā)揮數(shù)字計(jì)算機(jī)的智能化作用,研究開(kāi)發(fā)比現(xiàn)有裝置更好的原理與技術(shù)。這些研究成果為微機(jī)保護(hù)的推廣與普及提供了重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值。
隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,葛耀中注意到它對(duì)電力系統(tǒng)輸電線路故障測(cè)距技術(shù)的迫切需求及其重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,因此決心大力開(kāi)展基于行波理論的保護(hù)與故障定位的研究工作。在總結(jié)過(guò)去研究用C型故障探測(cè)器原理實(shí)現(xiàn)保護(hù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)當(dāng)時(shí)數(shù)字通信和電子技術(shù)的發(fā)展情況及GPS的廣泛應(yīng)用,決定首先研制基于A型故障測(cè)距原理的故障定位裝置,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行行波保護(hù)和研究。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),他先后指導(dǎo)了多名博士研究生和碩士研究生對(duì)此項(xiàng)目的原理和技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展研究,解決了大量理論和技術(shù)難題。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了利用故障線路斷路器在分閘時(shí)所產(chǎn)生的暫態(tài)行波實(shí)現(xiàn)測(cè)距的F型行波故障測(cè)距原理,以及利用故障線路重合閘時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)行波實(shí)現(xiàn)的E型行波故障測(cè)距原理。葛耀中還意識(shí)到,理論研究一定要轉(zhuǎn)化為實(shí)體裝置并應(yīng)用于工程實(shí)踐,才能發(fā)揮繼電保護(hù)學(xué)科的真正價(jià)值。他親自帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)電路、組裝設(shè)備、調(diào)試實(shí)驗(yàn)。1993年,西安交通大學(xué)與淄博科匯電氣公司共同研制開(kāi)發(fā)出利用暫態(tài)行波的輸電線路故障測(cè)距裝置,該裝置具有極高的測(cè)距精度,在全國(guó)數(shù)百個(gè)單位得以應(yīng)用,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1993年,以“電纜故障測(cè)試儀”項(xiàng)目獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明四等獎(jiǎng)。行波故障測(cè)距裝置的成功研制及其在電力系統(tǒng)中的有效作用為進(jìn)一步開(kāi)展行波保護(hù)的研究打開(kāi)了光明的前景。行波保護(hù)要求從故障暫態(tài)行波中獲取更多和更精確的故障信息,這既是研制行波保護(hù)裝置中的關(guān)鍵問(wèn)題,也是多年來(lái)困擾保護(hù)工作者的難題。在葛耀中的指導(dǎo)下,團(tuán)隊(duì)利用小波分析對(duì)暫態(tài)行波的故障特性進(jìn)行了分析,精確可靠地提取出多種故障信息,取得了突破性的研究成果,從而使行波保護(hù)的研究進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。利用各種原理的行波保護(hù)研究工作也陸續(xù)取得重要成果,為進(jìn)一步研制行波保護(hù)裝置鋪平了道路。目前,已有多種基于暫態(tài)行波原理實(shí)現(xiàn)的保護(hù)裝置在高壓線路和配電線路上投入運(yùn)行,為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行提供了重要保障。
在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)
1984年,葛耀中率先注意到,雖然自動(dòng)重合閘技術(shù)可以在線路發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)縮短停電時(shí)間,提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性,但盲目重合開(kāi)關(guān)卻有給系統(tǒng)造成二次沖擊的風(fēng)險(xiǎn),于是,萌生了一個(gè)新奇的想法:在重合閘之前,能否利用測(cè)量的電氣量判別線路發(fā)生的是永久性故障還是瞬時(shí)性故障。同年,葛耀中首次提出了永久性故障判別的概念,這也開(kāi)創(chuàng)了自適應(yīng)重合閘的研究方向。隨后,葛耀中在自適應(yīng)重合閘領(lǐng)域進(jìn)行了一系列奠基性研究工作:提出了基于電壓法和補(bǔ)償電壓法的永久性故障識(shí)別原理與判據(jù),研究了帶并聯(lián)電抗器線路的三相自適應(yīng)重合閘原理與技術(shù),研發(fā)了集成電路型永久性故障判別裝置。他的研究成果引起學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注,國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者做了大量后續(xù)的研究工作。
1986年,葛耀中意識(shí)到,故障信息是繼電保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ),利用故障時(shí)出現(xiàn)的電氣量實(shí)現(xiàn)保護(hù)將具有更優(yōu)越的性能。因此,他強(qiáng)調(diào)故障分量的概念,并先后研究了故障分量的提取方法、故障分量保護(hù)的判據(jù)構(gòu)建和性能評(píng)估方法,形成了一套完整的理論體系。基于故障分量的保護(hù)方法具有不受負(fù)荷狀態(tài)、系統(tǒng)振蕩影響,反應(yīng)故障分量的方向元件有明確的方向性等諸多優(yōu)點(diǎn),是對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)故障分析與繼電保護(hù)基礎(chǔ)理論體系的重要補(bǔ)充,具有重要的理論價(jià)值。根據(jù)葛耀中提出的利用故障分量的繼電保護(hù)原理,由西安交通大學(xué)和南京電力自動(dòng)化設(shè)備總廠聯(lián)合研制,反應(yīng)正序故障分量的方向元件做主保護(hù)的WXB-22型微機(jī)高壓線路保護(hù)裝置于1992年問(wèn)世,并迅速在電力工業(yè)中應(yīng)用。1995年,葛耀中因其提出并建立的故障分量保護(hù)理論體系獲原國(guó)家教委科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。
破解技術(shù)難題
隨著電力系統(tǒng)電能傳輸容量需求的逐漸提高,同桿雙回線在工程中的應(yīng)用日益廣泛。然而,雙回線間的耦合作用卻給其故障分析帶來(lái)了挑戰(zhàn)。1989年,在葛耀中的指導(dǎo)下,團(tuán)隊(duì)提出了六序故障分量的概念,實(shí)現(xiàn)了同桿雙回線的解耦分析,建立了六序復(fù)合序網(wǎng),并對(duì)同桿雙回線的25類(lèi)120種故障類(lèi)型的特征進(jìn)行了分析,提出了利用六序分量的選相、方向元件和故障定位方法。1991年3月,由西安交通大學(xué)和南京電力自動(dòng)化設(shè)備總廠聯(lián)合研制,反應(yīng)六序故障分量的同桿雙回線選相保護(hù),WXB-21型微機(jī)高壓線路保護(hù)裝置在陜西安康至西安南郊330kV雙回線上投入使用。之后,基于六序故障分量的保護(hù)原理在同桿雙回線保護(hù)中廣泛應(yīng)用,為高壓輸電線路的安全運(yùn)行起到了重要作用。
1990年,葛耀中開(kāi)始研究適用于微機(jī)保護(hù)的輸電網(wǎng)故障選相和配電網(wǎng)故障選線原理與方案。他將故障分量保護(hù)理論應(yīng)用于輸電線路故障選相中,提出了利用故障分量的選相原理和利用序分量相位特征的選相原理。根據(jù)配網(wǎng)故障時(shí)零序電流的分布特點(diǎn),提出了基于零序電流補(bǔ)償技術(shù)的故障選線原理。這些研究完善了微機(jī)保護(hù)的功能與應(yīng)用,也提高了故障選相與故障選線的準(zhǔn)確度。
1991年,葛耀中發(fā)現(xiàn)數(shù)字裝置測(cè)量系統(tǒng)頻率時(shí)其精度和速度難以兼顧的矛盾。為此,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出了利用母線電壓實(shí)現(xiàn)高精度頻率測(cè)量的方法。隨后,還比較了眾多方法在工程實(shí)踐中的難度與性能,并于1995年提出了適用于微機(jī)繼電保護(hù)裝置的快速頻率測(cè)量方法,解決了微機(jī)保護(hù)中相量提取的精度受頻率影響的難題。
1995年,葛耀中倡導(dǎo)在微機(jī)保護(hù)中實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的功能。他認(rèn)為,隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行方式越來(lái)越靈活,保護(hù)裝置也應(yīng)能響應(yīng)電網(wǎng)狀態(tài)的變化而調(diào)整自身參數(shù),以保持最佳的性能。因而葛耀中提出了縱聯(lián)保護(hù)的自適應(yīng)方案,并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了自適應(yīng)電流保護(hù)、自適應(yīng)電壓保護(hù)裝置。1999年,由西安交通大學(xué)和南京電力自動(dòng)化設(shè)備總廠聯(lián)合研制的WXB-32型微機(jī)自適應(yīng)線路保護(hù)裝置正式投產(chǎn)??粗约旱难芯砍晒懤m(xù)投入工程應(yīng)用,古稀之年的葛耀中先生感慨萬(wàn)千:祖國(guó)在過(guò)去50年里發(fā)生了翻天覆地的變化,中國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科也實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有到國(guó)際引領(lǐng)的巨大跨越,自己作為這一切的參與者與見(jiàn)證者,何其幸福。通過(guò)以葛耀中先生、賀家李先生、陳德樹(shù)先生等為代表的中國(guó)第一代繼電保護(hù)工作者夜以繼日的努力,中國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科實(shí)現(xiàn)了由向外國(guó)人學(xué)習(xí)到全面超越的偉大進(jìn)步,并走向世界繼電保護(hù)學(xué)科發(fā)展的前沿!
匠心耕耘,桃李春風(fēng)育英才
除了在科研上數(shù)十年如一日的孜孜以求,葛耀中在后輩培養(yǎng)上更是瀝盡心血。為了增進(jìn)本科生對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)與控制的理解,他開(kāi)設(shè)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)自動(dòng)化等課程。為了讓研究生更好地了解繼電保護(hù)學(xué)科的前沿技術(shù),他執(zhí)筆編寫(xiě)《新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理與技術(shù)》作為研究生教材。每講一期課程,葛耀中都會(huì)重新整理出一沓厚厚的教案,上面有整整齊齊的公式推導(dǎo),也有他對(duì)最新問(wèn)題的理解和體悟。葛耀中說(shuō):“我是一名光榮的人民教師,三尺講臺(tái)是我的崗位,傳道授業(yè)解惑是我的職責(zé)。于我而言,每一次授課都是我把本職工作做向完美的契機(jī);于學(xué)生而言,每一次聽(tīng)課都可能為他們開(kāi)啟新知識(shí)世界的大門(mén)。”正是由于葛耀中先生對(duì)自己教學(xué)工作的嚴(yán)格要求,他的課程才能深入淺出、環(huán)環(huán)相扣。
在科學(xué)研究上,葛耀中先生對(duì)學(xué)生有極高的要求。他鼓勵(lì)學(xué)生不盲從于學(xué)術(shù)界的主流觀點(diǎn),甚至是學(xué)術(shù)權(quán)威的見(jiàn)解,一定要追求真理、形成自己獨(dú)立的科學(xué)觀。在做研究工作時(shí),他要求學(xué)生一切研究從問(wèn)題的本源出發(fā),對(duì)所有過(guò)程精熟于心,做出兼具理論性、實(shí)用性和系統(tǒng)性的研究成果。同時(shí),葛耀中先生對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)也極為耐心。有一次,他的研究生在計(jì)算分布參數(shù)模型下輸電線路的故障電流時(shí)一直得不出正確結(jié)果。葛耀中仔細(xì)查看了他的推導(dǎo)過(guò)程,發(fā)現(xiàn)原來(lái)是這位學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)基礎(chǔ)理論的理解有偏差,導(dǎo)致其在中間推導(dǎo)時(shí)誤用了一個(gè)并不成立的方程。葛耀中先生并沒(méi)有直接指出該生的錯(cuò)誤,而是跑到圖書(shū)館為他挑選教材和資料,讓他重新學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。不到兩周時(shí)間,學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在,也在這一過(guò)程中提高了自身的知識(shí)水平。
與學(xué)生合影
除此之外,葛耀中先生非常重視對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。他常常帶領(lǐng)學(xué)生搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)電路,調(diào)試設(shè)備,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。他對(duì)學(xué)生說(shuō):“繼電保護(hù)是一門(mén)科學(xué),更是一門(mén)技術(shù)。只有把理論應(yīng)用于實(shí)踐,真正解決工程問(wèn)題,我們的研究才有意義?!痹诟鹨邢壬膸ьI(lǐng)下,西安交通大學(xué)繼電保護(hù)課題組研發(fā)的多項(xiàng)設(shè)備投入工程實(shí)用,為中國(guó)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起到了重要作用。
葛耀中先生在科研上一絲不茍,在生活中則是藹然可親。西安交通大學(xué)的東花園和西花園環(huán)境優(yōu)美,是葛耀中先生和學(xué)生經(jīng)常一起散步談心的場(chǎng)所。他會(huì)和學(xué)生分享自己以往的經(jīng)歷,也會(huì)聽(tīng)學(xué)生講雨后春筍般涌現(xiàn)的新興事物。斜陽(yáng)草樹(shù),歡聲笑語(yǔ),其樂(lè)融融。有些年的春節(jié),有學(xué)生因?yàn)榭蒲泄ぷ骰蛘唠x家太遠(yuǎn)而選擇留校,葛耀中先生就把他們接到家里,一起包餃子,吃年夜飯??梢哉f(shuō),先生對(duì)他的學(xué)生而言,如師如父,亦師亦友。
經(jīng)過(guò)幾十年的苦心栽培,葛耀中教授培養(yǎng)了大批杰出的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)科研人員與工程師。他培養(yǎng)的研究生中,張保會(huì)教授(IEEE Fellow)、董新洲教授(IEEE Fellow)、索南加樂(lè)教授等人都繼承了他的衣缽,在高校教書(shū)育人,在科研上也極有建樹(shù)。徐丙垠教授不僅具有較高的學(xué)術(shù)造詣,而且創(chuàng)辦了著名的繼電保護(hù)裝備制造企業(yè)——山東科匯電力自動(dòng)化股份有限公司,成為生產(chǎn)一線的中流砥柱。鑒于葛耀中教授在人才培養(yǎng)方面的突出貢獻(xiàn),他被授予陜西省優(yōu)秀博士生指導(dǎo)教師、中華電力教育基金會(huì)許繼獎(jiǎng)教金突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、西安交通大學(xué)突出貢獻(xiàn)博士生指導(dǎo)教師等多項(xiàng)榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。
2020年11月,葛耀中教授和馬志瀛教授一起 在西安交大彭康路散步
如今,年逾九旬的葛耀中老先生身體硬朗、精神抖擻。他每天都會(huì)去西安交通大學(xué)的校園里散步。他說(shuō):“看到學(xué)生們朝氣蓬勃的樣子,我自己也不由得變年輕了?!蓖瑫r(shí),他對(duì)后輩們也寄予厚望,他說(shuō):“你們這一代人生長(zhǎng)在科研的沃土上,黨和祖國(guó)給了你們強(qiáng)大的支持與保障。你們要把握機(jī)遇,腳踏實(shí)地干出一番事業(yè),為祖國(guó)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量,也讓自己的人生變得篤定而充實(shí)?!?/p>
師之楷模,國(guó)之楨干,其言昭昭,其行灼灼。吾輩應(yīng)學(xué)習(xí)和發(fā)揚(yáng)葛耀中老先生的精神,誠(chéng)懇為人,踏實(shí)做事,以夢(mèng)為馬,不負(fù)韶華。