電力系統繼電保護的故障信息系統探究

邱 超

(370982198611284676)

電力系統繼電保護的故障信息系統探究

邱 超

(370982198611284676)

本文討論了研發電網繼電保護故障信息系統的必要性，分析了電力系統繼電保護故障信息系統的結構和功能，并介紹了電網繼電保護故障信息系統的應用。

電力系統；繼電保護；故障信息系統

1、研發電網繼電保護故障信息系統的必要性

現在的電網結構錯綜復雜，各地域聯網、全國聯網，配電網變電站綜合自動化技術迅速發展，各種生產調度的數據信息都可以實現完全自動化，調度系統、遠動通信相結合可以使得變電站“無人值守”。然而，多數自動化系統側重于記錄監控信息，對于繼電保護設備的“故障”相關信息通常需要在保護工程師站進行監測。部分系統可以進行定值修改和故障信息查詢，不過功能不夠完善，不能實現自動化管理，與故障相關的信息不能及時用于事故的分析排除。隨著自動化系統的逐步增多，電網發生故障時，如果只有SCADA系統的保護信息和開關變位信息，調度人員就無法及時準確地判斷故障，也不能正確應對，特別是出現大面積復雜故障時，有可能使電網故障進一步擴大，甚至發生大面積停電。所以，怎樣在系統出現故障時，及時準確地將故障相關信息傳送給調度人員，以便其排除故障，恢復系統，并且也可以為繼電保護人員提供有效的繼電保護設備動作分析工具，就亟需設計一個繼電保護故障信息系統解決此類問題，故障信息系統需要具有繼電保護、故障錄波、信息采集、分析、管理等相關功能。故障信息系統的設計使用，在技術和管理方面都將對電網起到重要作用。

2、電力系統繼電保護故障信息系統的建構分析

故障信息系統是按照分層分布的結構模式，利用計算機技術、網絡技術和通信技術設計建立的綜合信息系統。故障信息系統基于TCP/IP協議，應用于不同電網，通過IEC60870-5-103規約實現數據的傳輸，其組成結構是由調度端主站、廠站端子站及電力系統的通訊網絡三部分構成。調度端（主站）完成數據的采集和監控，并可進行故障信息處理、分析；廠站端（子站）用于站內二次裝置的接入和數據轉發。在廠站端，系統實現站內裝置的接入和管理，數據采集，傳送到調度端，將信息進行分析處理，并以此為基礎實現其他高級應用功能。

1設計原則

故障信息系統主要用于采集子站裝置的定值、正常狀態數據、告警時的數據、故障相關信息。設計可靠的故障信息系統，需要滿足一定的要求，需要遵循一定的原則。（1）故障信息系統收集的數據信息需要及時準確地傳輸到主站，并能反應故障情況，可用于處理分析故障。（2）故障信息系統能夠實時監控繼電保護設備和故障錄波器，及時發現系統處于異常運行狀態，也能夠保存繼電保護定值、保護投退等信息，以便于實時監控電網和錄波器的運行狀況，減少繼保設備的異常運行時間，為實現自動化管理打下了堅實的基礎。

2架構分析

繼電保護故障信息系統按照物理層次分為設備層、子站層和主站層。設備層在發電廠里面，含有微機保護、故障錄波器和GPS等設備。子站層用于管理和檢測所在變電站設備，實現子站裝置的數據采集處理功能，并進行簡單的分析，然后上傳。主站層在調度單位，對下一級變電站的數據進行分析處理，并發布各項指令。從整體上考慮，故障信息系統的主站應該設置在省調，分站設置在地調，子站設置在變電站、發電廠，并以電力通訊網相連。子站可分為集中式和分布式的網絡結構，單一子站的故障不應破壞真個系統的平衡。

3功能模塊

繼電保護故障信息系統的硬件包括數據服務器、WEB服務器、通信服務器以及工程師工作站等構成信息主站的部分，以及變電站二次設備、全球衛星定位系統（GPS）、管理機、串口轉換器等構成信息子站的部分。信息主站的模塊包括設備控制模塊、通信模塊、故障信息分析模塊、故障信息管理模塊，信息子站的軟件模塊包括主程序模塊、人機互交模塊。常用的功能包括通信管理功能、保護管理功能、故障報告整理功能、錄波管理功能、故障報告整理功能、圖形及系統監控功能、告警管理功能、GPS對時功能、數據庫管理功能以及歷史記錄、查詢和報表等。

3、電網繼電保護故障信息系統的應用分析

某電網公司按照“分級調度，各負其責，協調配合，共同維護”的方針，故障信息系統采取主站省調監控、分站地調監控、子站廠站監控的結構層次。地調保護分站也可以稱之為主站，所以故障信息系統可分為主站、子站兩部分，子站的系統結構可以分為集中式和分布式，其中集中式主要用于小型變電站，分布式用于大型廠站端，子站利用電力數據網絡上傳所需的信息給主站。

該電網故障信息系統成功實現如下功能：（1）地理信息與圖形監控功能。能夠實現公司電網的圖形化管理，根據GPS顯示公司電網220及以上的廠站地理分布，通過圖形的形式顯示一次側、二次側設備的運行狀況。圖形界面含有：告警信息、接線圖、主站子站的通信狀態圖等等，用戶能夠進行定值的查詢等功能。（2）實時分析。能夠實時分析處理獲取到的各方面信息，告知并提醒用戶；用戶自定義窗口的相關屬性；用戶可查詢各地的實時保護設備的相關信息以及其他想得到的信息。（3）分析查詢故障信息。具有智能故障分析和故障簡報查詢功能，通過收集故障線路兩側繼電保護裝置動作信息，形成事件，手機錄波器裝置錄波信息，將上傳較全且動作正確的事件自動歸檔，保護動作信息及錄波裝置信息不全的為未確認歸檔，等待用戶人工分析，并確認歸檔，歸檔的數據單獨保存，只有手動操作才能刪除，避免數據庫因存放時間過長由系統刪除。

結語

構建和應用故障信息系統，為準確分析、及時處理電力系統故障提供了重要的手段和依據，也為以后對繼電保護動作行為進行智能化分析和仿真打下了基礎。故障信息系統設計規模將會逐步增大，隨著使用經驗的積累，新技術的發現和進步，故障信息系統會逐步得到完善，更有利于提升調度單位的故障處理能力，提高繼電保護工作的自動化水平，為電力系統的安全可靠運行做出貢獻。

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[3]馮管印.繼電保護及故障信息管理系統在深圳電網的應用研究【J】.電氣應用，2010年17期

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1007-6344（2015）06-0054-01