地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)故障信息管理論文

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一、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

1.性能要求

保護(hù)信息獨(dú)立對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，不經(jīng)遠(yuǎn)動系統(tǒng)進(jìn)行傳輸?shù)忍幚?。各個廠商、各種型號的保護(hù)裝置應(yīng)遵循相同的通信協(xié)議，以保證系統(tǒng)的通用性與可擴(kuò)充性。為便于查詢與修改，系統(tǒng)中所有設(shè)備、數(shù)據(jù)均具有全局唯一的ID。為便于多個調(diào)度終端的操作，系統(tǒng)內(nèi)信息須可以共享。

2.系統(tǒng)組成

地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)故障信息管理系統(tǒng)的系統(tǒng)主站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。從圖中可以看出，數(shù)據(jù)由主站的WEB服務(wù)器向區(qū)調(diào)的WEB服務(wù)器單向流動，主站不接受區(qū)調(diào)的數(shù)據(jù)信息。WEB服務(wù)器需加防火墻及物理隔離。通信服務(wù)器與數(shù)據(jù)服務(wù)器分離設(shè)置。通信服務(wù)器按2臺互為熱備方式設(shè)置，即運(yùn)行的一臺故障時，熱備的一臺能瞬時自動投入運(yùn)行。數(shù)據(jù)服務(wù)器按2臺雙備設(shè)置，即正常2臺同時運(yùn)行，承擔(dān)同樣的任務(wù)。應(yīng)用工作站按5臺設(shè)置，即調(diào)度員工作站、運(yùn)行管理工作站、故障分析工作站、整合計算工作站、專業(yè)管理工作站各1臺。另設(shè)數(shù)據(jù)備份工作站1臺。

2.1子站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能。各變電所配置一套保護(hù)故障信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)（子站），子站經(jīng)通信通道向區(qū)調(diào)主站傳送保護(hù)故障信息和故障錄波器的有關(guān)信息。保護(hù)故障信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的信息傳送采用10BASE-T接口接入通信ATM設(shè)備。保護(hù)故障信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)組成一個單獨(dú)的以太網(wǎng)，能提供以太網(wǎng)接口的設(shè)備直接接入該網(wǎng)，不具有以太網(wǎng)接口的通過RS485或者經(jīng)采集柜轉(zhuǎn)換后接入該網(wǎng)。子站管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自檢和巡檢設(shè)備、數(shù)據(jù)查詢和檢索備份、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)上傳、遠(yuǎn)程通信、信息功能。而且不影響不影響原有繼電保護(hù)和故障錄波裝置的正常運(yùn)行。

2.2調(diào)度端功能。

2.2.1基本功能：通信管理功能；圖形及監(jiān)控功能；告警管理功能；數(shù)據(jù)庫管理功能；運(yùn)行管理；網(wǎng)絡(luò)功能；安全管理。

2.2.2繼電保護(hù)專業(yè)管理：故障分析高級應(yīng)用；報表管理；設(shè)備管理；統(tǒng)計分析；檢修管理；定值單管理。在故障發(fā)生后，調(diào)度端可以實(shí)現(xiàn)以下功能：首先故障信息可按事件的時間發(fā)生順序在調(diào)度屏幕上顯示。其次，可以綜合分析保護(hù)與錄波的數(shù)據(jù)并判斷設(shè)備的運(yùn)行情況。再次系統(tǒng)還應(yīng)具備可同時接受多個子站信息的功能。調(diào)度端主站具備訪問各子站的功能，并能通過站端子站進(jìn)一步訪問具備條件的各種裝置。

二、經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)識

1.與遠(yuǎn)動系統(tǒng)的關(guān)系

由于數(shù)據(jù)采集對象與處理目的的不同，保護(hù)信息和遠(yuǎn)動信息的主要區(qū)別如下：

1.1保護(hù)信息主要應(yīng)用于事故的分析處理等，并非用于實(shí)時控制，所以對數(shù)據(jù)的完整性要求比較高，信息量比較龐大。保護(hù)信息主要需求部門是運(yùn)行管理部門，所以系統(tǒng)也應(yīng)有運(yùn)行管理部門負(fù)責(zé)。

1.2遠(yuǎn)動信息則主要應(yīng)用于實(shí)時調(diào)度服務(wù)，信息的實(shí)時性要求高（信息傳輸時間一般1-3S內(nèi)），但信息量要求不大。從以上分析可以看出，兩種信息各有其不同的特點(diǎn)，所以傳輸過程不宜用相同傳輸通道。

2.與變電站監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)系

變電站的監(jiān)控系統(tǒng)主要是針對電廠或者變電站正常運(yùn)行的監(jiān)視與控制，系統(tǒng)采集的信息很難滿足事故分析功能；而且，保護(hù)與錄波信息具有一定的特殊性，從而導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)不能處理所有的保護(hù)與錄波數(shù)據(jù)。所以保護(hù)信息系統(tǒng)應(yīng)該作為一個獨(dú)立的子系統(tǒng)。然而為避免系統(tǒng)重復(fù)投資同時縮減系統(tǒng)維護(hù)的工作量應(yīng)將保護(hù)故障信息管理系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件資源進(jìn)行合理配置，既節(jié)省費(fèi)用又可方便系統(tǒng)擴(kuò)充與信息共享。

3.通信接口設(shè)計

3.1新建綜合自動化變電站。新建110kV及以上綜合自動化變電站應(yīng)一律選用新型的繼電保護(hù)、故障錄波器宇安全自動設(shè)備，新型裝置可提供雙RS-485或雙以太網(wǎng)接口（IEC870-5-103規(guī)約）。滿足監(jiān)控系統(tǒng)及故障信息管理系統(tǒng)單獨(dú)組網(wǎng)要求。

3.2常規(guī)變電站。常規(guī)變電站保護(hù)設(shè)備基本上為老型微機(jī)裝置（南瑞LFP系列、四方CSL系列等），通信接口與通信協(xié)議完全不一樣，所以首要是解決通訊問題，包含設(shè)備的硬件接口形式與通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換。將RS—232，RS—485，RS—422通過各廠家保護(hù)設(shè)備專用保護(hù)管理機(jī)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一接口，考慮到RS-485在通信速率與通信距離方面的優(yōu)勢，宜將其他接口轉(zhuǎn)換為此種接口。對開關(guān)量和信息不上網(wǎng)的裝置，由子站管理機(jī)集中搜集和處理送調(diào)度端。

3.3數(shù)據(jù)的規(guī)范處理。為便于數(shù)據(jù)的存儲、傳送與調(diào)用，保護(hù)與錄波裝置提供的信息需按信息的屬性進(jìn)行分類，然后形成規(guī)范的數(shù)據(jù)格式。

4.數(shù)據(jù)共享

同一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)共享需要根據(jù)不同用戶的不同要求設(shè)置不同的信息服務(wù)，同時一定要考慮數(shù)據(jù)的安全性兼具一定的靈活性。為滿足這三點(diǎn)要求可以考慮使用SQL數(shù)據(jù)庫。針對不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享，則需要綜合考慮各個部門對站端數(shù)據(jù)信息的不同需求，在盡量減少投資的情況下提高系統(tǒng)的管理水平。

5.對站端信息的需求分析

站端信息的需求決定了數(shù)據(jù)采集部分的設(shè)計，所以下面先給出站端信息的需求：

5.1信息可用來提高系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平。該系統(tǒng)在對全網(wǎng)保護(hù)與錄波裝置的實(shí)時監(jiān)測下可大大減少保護(hù)由于異常導(dǎo)致的停運(yùn)事件，提高設(shè)備的可用率。

5.2信息可以為系統(tǒng)事故分析提供科學(xué)依據(jù)。為保證運(yùn)行人員可以及時、準(zhǔn)確的掌握電網(wǎng)的故障情況，從而提高事故分析的準(zhǔn)確性，完整的保護(hù)動作與錄波數(shù)據(jù)信息應(yīng)可以迅速準(zhǔn)確的傳送到調(diào)度端。

5.3信息可以作為事故處理的重要依據(jù)。當(dāng)前電力系統(tǒng)的故障信息傳遞多是經(jīng)由廠站值班人員的觀察匯報實(shí)現(xiàn)，信息的實(shí)時性與精確性均存在一定問題。特別針對復(fù)雜重大事故，全面快速的動作保護(hù)信息與錄波數(shù)據(jù)對于事故處理具有相當(dāng)重要的意義。綜上所述，完整、精確、實(shí)時性高的站端信息是整個系統(tǒng)核心的組成部分，是整個調(diào)度與生產(chǎn)水平提高的根基。

6.站端子站與調(diào)度主站傳輸方式

（1）通信機(jī)房與保護(hù)室在同一樓內(nèi),距離不超過100米。

（2）通信機(jī)房與保護(hù)室不在同一樓內(nèi)或距離超過100米。

7.兩點(diǎn)注意事項(xiàng)

應(yīng)高度重視變電站端系統(tǒng)連接其他設(shè)備后的抗干擾問題。為滿足調(diào)度端主站對變電站二次設(shè)備參數(shù)查詢、統(tǒng)計等需求，變電站二次設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)與故障信息系統(tǒng)同時建設(shè)。

作者：陳永利 焦嵩鳴 單位：華北電力大學(xué)自動化系