地區電網繼電保護故障信息管理論文

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一、系統實現方案

1.性能要求

保護信息獨立對數據進行采集，不經遠動系統進行傳輸等處理。各個廠商、各種型號的保護裝置應遵循相同的通信協議，以保證系統的通用性與可擴充性。為便于查詢與修改，系統中所有設備、數據均具有全局唯一的ID。為便于多個調度終端的操作，系統內信息須可以共享。

2.系統組成

地區電網繼電保護故障信息管理系統的系統主站網絡結構圖如圖1所示。從圖中可以看出，數據由主站的WEB服務器向區調的WEB服務器單向流動，主站不接受區調的數據信息。WEB服務器需加防火墻及物理隔離。通信服務器與數據服務器分離設置。通信服務器按2臺互為熱備方式設置，即運行的一臺故障時，熱備的一臺能瞬時自動投入運行。數據服務器按2臺雙備設置，即正常2臺同時運行，承擔同樣的任務。應用工作站按5臺設置，即調度員工作站、運行管理工作站、故障分析工作站、整合計算工作站、專業管理工作站各1臺。另設數據備份工作站1臺。

2.1子站網絡結構與功能。各變電所配置一套保護故障信息遠傳系統（子站），子站經通信通道向區調主站傳送保護故障信息和故障錄波器的有關信息。保護故障信息遠傳系統的信息傳送采用10BASE-T接口接入通信ATM設備。保護故障信息遠傳系統組成一個單獨的以太網，能提供以太網接口的設備直接接入該網，不具有以太網接口的通過RS485或者經采集柜轉換后接入該網。子站管理系統可實現自檢和巡檢設備、數據查詢和檢索備份、數據處理、數據上傳、遠程通信、信息功能。而且不影響不影響原有繼電保護和故障錄波裝置的正常運行。

2.2調度端功能。

2.2.1基本功能：通信管理功能；圖形及監控功能；告警管理功能；數據庫管理功能；運行管理；網絡功能；安全管理。

2.2.2繼電保護專業管理：故障分析高級應用；報表管理；設備管理；統計分析；檢修管理；定值單管理。在故障發生后，調度端可以實現以下功能：首先故障信息可按事件的時間發生順序在調度屏幕上顯示。其次，可以綜合分析保護與錄波的數據并判斷設備的運行情況。再次系統還應具備可同時接受多個子站信息的功能。調度端主站具備訪問各子站的功能，并能通過站端子站進一步訪問具備條件的各種裝置。

二、經驗與認識

1.與遠動系統的關系

由于數據采集對象與處理目的的不同，保護信息和遠動信息的主要區別如下：

1.1保護信息主要應用于事故的分析處理等，并非用于實時控制，所以對數據的完整性要求比較高，信息量比較龐大。保護信息主要需求部門是運行管理部門，所以系統也應有運行管理部門負責。

1.2遠動信息則主要應用于實時調度服務，信息的實時性要求高（信息傳輸時間一般1-3S內），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，所以傳輸過程不宜用相同傳輸通道。

2.與變電站監控系統的關系

變電站的監控系統主要是針對電廠或者變電站正常運行的監視與控制，系統采集的信息很難滿足事故分析功能；而且，保護與錄波信息具有一定的特殊性，從而導致監控系統不能處理所有的保護與錄波數據。所以保護信息系統應該作為一個獨立的子系統。然而為避免系統重復投資同時縮減系統維護的工作量應將保護故障信息管理系統與監控系統的軟硬件資源進行合理配置，既節省費用又可方便系統擴充與信息共享。

3.通信接口設計

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一律選用新型的繼電保護、故障錄波器宇安全自動設備，新型裝置可提供雙RS-485或雙以太網接口（IEC870-5-103規約）。滿足監控系統及故障信息管理系統單獨組網要求。

3.2常規變電站。常規變電站保護設備基本上為老型微機裝置（南瑞LFP系列、四方CSL系列等），通信接口與通信協議完全不一樣，所以首要是解決通訊問題，包含設備的硬件接口形式與通信協議的轉換。將RS—232，RS—485，RS—422通過各廠家保護設備專用保護管理機轉換為統一接口，考慮到RS-485在通信速率與通信距離方面的優勢，宜將其他接口轉換為此種接口。對開關量和信息不上網的裝置，由子站管理機集中搜集和處理送調度端。

3.3數據的規范處理。為便于數據的存儲、傳送與調用，保護與錄波裝置提供的信息需按信息的屬性進行分類，然后形成規范的數據格式。

4.數據共享

同一個網絡內數據共享需要根據不同用戶的不同要求設置不同的信息服務，同時一定要考慮數據的安全性兼具一定的靈活性。為滿足這三點要求可以考慮使用SQL數據庫。針對不同網絡的數據共享，則需要綜合考慮各個部門對站端數據信息的不同需求，在盡量減少投資的情況下提高系統的管理水平。

5.對站端信息的需求分析

站端信息的需求決定了數據采集部分的設計，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的運行管理水平。該系統在對全網保護與錄波裝置的實時監測下可大大減少保護由于異常導致的停運事件，提高設備的可用率。

5.2信息可以為系統事故分析提供科學依據。為保證運行人員可以及時、準確的掌握電網的故障情況，從而提高事故分析的準確性，完整的保護動作與錄波數據信息應可以迅速準確的傳送到調度端。

5.3信息可以作為事故處理的重要依據。當前電力系統的故障信息傳遞多是經由廠站值班人員的觀察匯報實現，信息的實時性與精確性均存在一定問題。特別針對復雜重大事故，全面快速的動作保護信息與錄波數據對于事故處理具有相當重要的意義。綜上所述，完整、精確、實時性高的站端信息是整個系統核心的組成部分，是整個調度與生產水平提高的根基。

6.站端子站與調度主站傳輸方式

（1）通信機房與保護室在同一樓內,距離不超過100米。

（2）通信機房與保護室不在同一樓內或距離超過100米。

7.兩點注意事項

應高度重視變電站端系統連接其他設備后的抗干擾問題。為滿足調度端主站對變電站二次設備參數查詢、統計等需求，變電站二次設備參數數據庫應與故障信息系統同時建設。

作者：陳永利 焦嵩鳴 單位：華北電力大學自動化系