繼電保護定值遠程安全整定方案研究

相倩楠

國網河南省電力公司周口供電公司

繼電保護定值遠程安全整定方案研究

相倩楠

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本文分析了繼電保護定值遠程整定過程中所存在的風險，之后進一步研究遠程安全整定繼電保護定值的方法，并從多個方面提供遠程安全整定的具體解決方案。通過遠程整定繼電保護定值具體方案的應用，可以較大程度提高繼電保護裝置的維護管理效率，為變電站實現無人值班站、調度主站實現調控一體化提供技術支撐。

繼電保護定值；遠程整定；安全整定

1 定值遠程整定實現方案

繼電保護定值的遠方整定功能可以由多種方案實現，在不同的系統中實現方案不同，如繼電保護故障信息系統通過變電站故障信息子站實現；EMS系統通過變電站遠動裝置實現等等。可以實現保護裝置的遠方查看修改定值、遠方切換定值區號、遠方查看投退軟壓板和遠方復歸保護信號等遠方控制功能具體方案如下：

1.1 故障信息系統實現

通過繼電保護故障信息系統實現保護裝置的遠方查看修改定值、遠方切換定值區號、遠方查看投退軟壓板和遠方復歸保護裝置信號等遠方控制功能，此方案的前提是：1)繼電保護裝置支持通過通信方式進行上述的遠方控制功能；2)繼電保護故障信息子站支持接收、處理并轉發遠方控制命令；3)繼電保護故障信息主站支持遠方控制保護裝置功能并提供相關控制操作界面。

該方案在變電站端配置繼電保護故障信息子系統，負責將全站的繼電保護裝置接入子站，故障信息子站或者通信管理機實現各保護裝置的通信接口及通信協議的轉換，具備從故障信息子站進行保護裝置的遠方查看修改定值、遠方切換定值區號、遠方查看投退軟壓板和遠方復歸保護裝置信號等遠方控制功能。同時，還需要將繼電保護故障信息子站通過網絡通道接入調度端的故障信息主站，使用IEC103標準通信協議(如《中國南方電網繼電保護故障信息系統主站-子站通信與接口規范》、《中國國家電網繼電保護故障信息系統技術規范》)實現主子站的數據交換和命令傳輸。此方案的主要優點如下：(1)方案實施時對運行的裝置和其它系統影響較小；(2)方案適用現有工程或者新建工程；(3)工程實施比較簡單。

此方案的主要缺點如下：(1)變電站需要專門配置、建設繼電保護故障信息子站；(2)如果故障信息系統獨立組網接入保護裝置，要求保護裝置需要有多個獨立的通信接口，對于改造變電站還需要重新組網；(3)調度主站需要專門配置、建設繼電保護故障信息系統。

1.2 EMS系統實現

通過遠動裝置和調度EMS系統實現繼電保護裝置的遠方查看修改定值、遠方切換定值區號、遠方查看投退軟壓板和遠方復歸保護裝置信號等遠方控制功能，此方案的前提是：1)繼電保護支持通過通信方式進行上述的遠方控制功能；2)變電站遠動裝置需要升級，增加實現IEC103標準數據的接收、處理和上傳調度功能；3)調度EMS主站系統需要升級，在現有的IEC101標準或IEC104標準的基礎上實現IEC103數據的傳輸和解析，支持遠方控制保護裝置功能并提供相關控制操作界面。

該方案對變電站端遠動裝置進行升級，將全站的繼電保護裝置接入遠動裝置，如果保護裝置無法直接接入遠動裝置，需要通過通信管理機實現各保護裝置的通信接口及通信協議的轉換之后再接入遠動裝置。但是遠動裝置和調度EMS系統的通信協議一般采用IEC101標準或者IEC104標準，此類通信協議主要面向于遠動業務的六遙數據的傳輸，并不支持保護定值等信息的傳輸和控制，所以需要對IEC101標準和IEC104標準進行擴充定義支持保護信息的傳輸。考慮到IEC103標準是專門針對繼電保護設備信息接口進行的定義，所以在IEC101標準和IEC104標準中擴充類型標識，將IEC103標準的通用訪問數據單元(ASDU)報文進行嵌套打包，實現在遠動裝置和調度EMS主站之間使用IEC101標準或IEC104規約在IEC103格式的數據，從而實現調度EMS主站通過遠動裝置遠方控制保護裝置的功能。為了實現繼電保護控制功能，調度EMS系統主站需要進行升級支持IEC103報文的嵌套傳輸和解析，并提供相關的定值、區號和軟壓板的修改界面，通過IEC103標準的通用分類服務的讀和寫方式，實現保護裝置定值、區號和軟壓板的遠方查看和修改。此方案的主要優點如下：(1)不需要重新組網接入保護裝置，可以使用現有通信網絡；(2)對保護裝置的通信接口數量沒有特別的要求；(3)可以適用現有工程或者新建工程。

此方案的主要缺點如下：(1)調度EMS主站需要升級，需要考慮對原有的調度系統的影響；(2)對以已投入運行的變電站，需要升級遠動裝置程序；(3)對于已投入運行的變電站，為了避免因為遠動程序的升級影響常規遠動功能，可能還要對常規遠動功能(特別是遙控功能)進行重新驗證；(4)如果保護裝置無法直接接入遠動裝置，可能需要增加通信管理機。

2 安全整定解決方案

針對上述的定值遠程整定風險因素的闡述，我們需要研究安全的、可靠的保護定值遠程整定方案，以達到真正解決遠程整定問題，提高繼電保護定值遠程整定的實用性。

2.1 提高數據監視的可靠性

首先，需要實現遠程監視保護裝置運行狀態，遠程查看繼電保護裝置實際裝載和運行的定值。換句話說，遠程一定要真實地反映保護裝置的運行狀態和保護定值，這是定值安全整定的前提條件。如果保護裝置的運行信息、定值信息顯示不真實，在定值整定過程中(包括整定前、后)，將無法核對定值數據(修改前定值、修改后定值)和判斷保護裝置的運行狀態(如裝置閉鎖、裝置告警、定值校驗出錯、定值修改成功等)。為了遠程真實反映保護裝置信息，要求繼電保護裝置能夠通過通信方式真實、可靠地上送相關信息；要求通信管理裝置(如遠動裝置、故障信息子站、規約轉換裝置)能夠可靠地接收相關數據和真實地轉發相關信息；要求調度主站系統能夠可靠地接收相關數據和真實地顯示相關信息。

3 結論

通過網絡化繼電保護整定計算和定值管理系統的實施可以填補繼電保護工作的多項空白，不僅減輕了繼電保護相關人員的工作量，從而也能夠使定值更快適應電網實時變化，縮短設備消缺、故障分析和事故恢復的過程。