RMS601保護信息子站系統(tǒng)構成及應用

摘要：本文介紹用于電力系統(tǒng)繼電保護故障信息系統(tǒng)的構成，以及國電南自RMS601保護信息子站系統(tǒng)的配置、功能。

關鍵字：繼電保護故障信息處理 子站系統(tǒng) 功能

1、引言

隨著變電站自動化、調度自動化技術的不斷發(fā)展，調度系統(tǒng)信息化、智能化水平已達到了很高的程度。繼電保護、安全自動裝置和故障錄波器已經成為電網的重要組成部分，在這樣的背景條件下，繼電保護故障信息處理系統(tǒng)應運而生，繼電保護故障信息處理系統(tǒng)主要涵蓋以下三個方面：

1. 對二次裝置的監(jiān)視、控制、管理；

2. 快速獲取二次裝置在電網故障時產生的信息；

3. 對二次裝置所產生信息的綜合分析、利用。

2、總體結構

2.1繼電保護故障信息處理系統(tǒng)功能定位

繼電保護故障信息處理系統(tǒng)的功能定位在于對電網保護動作和運行狀態(tài)信息的收集與處理，并對保護裝置的動作行為進行詳細分析，是繼電保護人員、調度人員等其他人員快速分析、判斷保護動作行為、處理電網事故的技術支持系統(tǒng)。

2.2繼電保護故障信息處理系統(tǒng)基本要求

由于繼電保護故障信息處理系統(tǒng)跨地域、跨系統(tǒng)、功能復雜、接入設備種類繁多、數(shù)據(jù)和信息量大、保護裝置和系統(tǒng)應用的發(fā)展以及標準的變化不可預期，可靠性和安全性要求高，在系統(tǒng)建設時，必須重點考慮系統(tǒng)的開放性、可擴展性和可維護性。

2.3 繼電保護故障信息處理系統(tǒng)典型結構框圖

圖1 繼電保護故障信息處理系統(tǒng)網絡拓撲典型示意圖

說明：

1、子站系統(tǒng)：包括子站主機以及連接網絡型設備需要的邏輯隔離措施（設備）和連接串口型設備需要的串口服務器（多串口卡）。

2、子站與監(jiān)控系統(tǒng)的連接可以通過串口也可以經采取邏輯隔離措施后通過網絡接入。

3、數(shù)據(jù)網交換機指安裝在數(shù)據(jù)網接口柜上供繼電保護系統(tǒng)設備接入數(shù)據(jù)網用的交換機。

4、主站系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)服務器、通信服務器及相關的接口設備等。

5、WEB服務器用來將主站接收到的信息經單向隔離裝置后向III區(qū)系統(tǒng)發(fā)布。

6、客戶機是供繼電保護人員或主站維護人員進行故障信息查詢，以及運行維護的工作站，一般安裝在辦公室，與主站主機處于同一安全區(qū)。

3、系統(tǒng)構成及應用

3.1設備接入和規(guī)約處理

國電南自RMS601保護信息子站可接入多種國內外規(guī)約，包括IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、四方保護規(guī)約、南瑞保護規(guī)約、南自保護規(guī)約、許繼保護規(guī)約、MODBUS 規(guī)約等。

子站將采集到的信息統(tǒng)一轉換為國際標準IEC60870-5-103 格式進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，在網絡通信方式下（TCP/IP）采用 IEC60870-5-104代替 103 的鏈路層協(xié)議。

對于采集到的錄波數(shù)據(jù)，保護信息子站可將其轉換為 IEEE 標準的 COMTRADE 文件格式，還可按間隔、線路對波形數(shù)據(jù)進行分解重組，再上傳主站系統(tǒng)，以降低數(shù)據(jù)量、提高數(shù)據(jù)傳送效率。

子站可以按照重要程度對保護裝置上傳的數(shù)據(jù)分優(yōu)先級，把重要數(shù)據(jù)優(yōu)先傳送至主站。子站還可以設定數(shù)據(jù)的過濾規(guī)則，在數(shù)據(jù)上傳時過濾無關數(shù)據(jù)。信息分級和過濾的規(guī)則均可以通過配置工具靈活定義。

3.2數(shù)據(jù)存儲和轉發(fā)

國電南自RMS601保護信息子站具備大容量的內部存儲空間，并且具有 USB 接口，可以通過外接 USB 存儲器保存大量數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)交換，保證在通信中斷時不丟失任何數(shù)據(jù)，中斷時間過長時重要事件不丟失。保護信息子站進行數(shù)據(jù)存儲時可按數(shù)據(jù)的重要程度進行分級存儲。用戶還可以制定存儲策略，提高存儲空間的使用效率。還支持網絡硬盤功能，通過程序將重要的歷史數(shù)據(jù)存儲到網絡硬盤上。

子站系統(tǒng)具有向多個主站轉發(fā)數(shù)據(jù)的能力，可同時向多級主站進行轉發(fā)。 轉發(fā)通道支持數(shù)字通道、模擬通道，TCP/IP 網絡等多種通信方式。子站系統(tǒng)在設計上參考 IEC61850 通信網絡和系統(tǒng)的規(guī)定，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)建模遵循 IEC61850 標準，支持 IEC61850 體系與主站通信。

3.3子站監(jiān)控后臺功能

保護信息子站通過以太網向子站監(jiān)控后臺轉發(fā)所有的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對本站的裝置參數(shù)、運行數(shù)據(jù)、故障信息等的監(jiān)視。子站監(jiān)控后臺可以對保護信息進行分類、分級保存及必要的數(shù)據(jù)處理，并通過全圖形化界面提供數(shù)據(jù)顯示、查詢、檢索等功能。

3.3.1監(jiān)視和報警

子站監(jiān)控后臺能夠把采集到的事件按重要程度進行處理和存儲，可進行聲光等各種形式報警，并可由事件觸發(fā)預先定義的動作，如彈出畫面、打印等。還可以對事件設置過濾條件和提供多種檢索手段。用戶可以監(jiān)視站內所有接入裝置的通信狀況和本系統(tǒng)中各部分的運行工況，異常情況立即報警；

3.3.2子站監(jiān)控后臺

可對站內保護設備的基本信息和運行信息進行管理：

1.基本信息管理：包括廠站、一二次設備的名稱、屬性、參數(shù)等，如對廠站名稱、變壓器、發(fā)電機、斷路器、CT 變比、裝置型號、軟件版本等。用戶可通過地理接線圖、廠站接線圖等圖形導航對設備進行逐級查找，也可以用名稱類型等關鍵字進行精確或模糊查詢；

2. 運行信息管理：保護當前運行狀態(tài)（正常運行、裝置告警、網絡不通） ，保護定值及組別，保護實時上送的模擬量、開入量，保護投退和檢修的時間、原因，保護裝置異常、啟動、動作報告等；

3. 統(tǒng)計分析：綜合各種故障信息，如保護動作信號、斷路器動作信號、故障前后電壓電流及采樣值等，進行判斷并形成動作分析報告，并可按時間、元件等形成開關動作次數(shù)、保護正確動作率、連續(xù)運行時間等統(tǒng)計報告。

2.3.3錄波分析

1. 波形顯示：對生成的波形圖可按橫向和縱向進行任意縮放，平移，著色，疊加等操作，并可實時顯示光標所指位置電氣量數(shù)值，同時標注各模擬電氣量的有效值、相角、峰值；

2. 諧波分析：分析各模擬電氣量的各次諧波，直流分量，計算諧波總畸變率，各次諧波含有率，并以棒圖的方式顯示；

3. 序分量分析：分析計算故障期間模擬電氣量的正、負、零序分量，并以矢量圖的方式顯示故障期間序分量的變化軌跡。