电网调度中的继电保护及故障信息管理系统分析

摘要：随着经济的快速发展和科技的不断进步，社会各行业对电力资源的需求量越来越大，我国的电力企业建设规模也越来越大。为有效地提高电网故障分析能力和继电保护水平，提出了继电保护及故障信息管理系统。文章重点介绍了继电保护及故障信息管理系统的设计实现方案及其在电网中的实际应用。

关键词：电网调度；继电保护；电力故障；信息管理系统；电力资源；电力企业

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）34-0113-02

随着经济的快速发展和科技的不断进步，电力行业的自动化水平越来越高，各种新型的微机继电保护装置、故障处理装置、自动化装置等广泛应用在电力系统中，这极大地提高了电力系统继电保护能力、事故处理分析能力及电网运行管理水平。为保证控制终端能更加有效地对变电站的二次设备进行监控、管理，各种综合自动化系统应运而生，这些自动化系统实现了二次设备运行管理的自动化、网络化，能为管理人员提供更加及时、准确的事故报警信息，极大地提高了电网调度的继电保护能力。近年来，越来越多的电力研究人员致力于建设更加科学、完善的继电保护及故障信息管理系统，这种系统能在电网正常运行或者发生事故的情况下，及时采集、分析、处理各种智能装置的运行信息，并利用这些信息为电网故障处理提供依据，为电网的正常运行提供保障。下面就继电保护及故障信息管理系统的设计实现及在电网中的应用进行分析。

1 电力系统继电保护的管理现状

目前，继电保护装置的配置有很多，但大部分继电保护装置是用于保护功能，在数据共享和分析处理方面应用比较少，导致当电网系统发生故障后，没有有效的技术手段进行保护动作情况、故障数据信息上报控制中心，需要变电运行的工作人员口头上报数据信息，然后进行故障分析处理。为改善这种现状，可以建立继电保护及故障信息管理成系统，实现在不影响继电保护装置、故障处理装置等设备正常运行的情况，形成条理化的报文，将电网运行状况及故障数据信息传递给调度终端。继电保护装置和故障信息的实时联网，汇总出来的数据信息对电网的深入研究有十分重要的作用。继电保护及故障信息管理系统能帮助电力运行管理部门掌握继电保护装置的运行状况和电力系统故障的演变情况，同时还能对故障的保护动作进行综合分析，这极大地提高了故障分析能力和事故处理能力，为快速恢复电力系统的稳定运行提供了保障。在电力调度终端，还能利用该系统对保护装置进行管理，对故障信息进行综合分析、处理，实现继电保护装置的自动化、网络化运行管理，继电保护及故障信息管理系统为分析故障原因、查找故障点、继电保护装置动作行为分析等提供了重要的依据，为电网系统的稳定运行提供了保障。

2 继电保护及故障信息管理系统的结构及功能

继电保护及故障信息管理系统是由主站和多个子站系统组成的，其中子站系统主要负责对继电保护装置、安全自动装置、故障处理装置等进行监视、汇总，并将这些装置的运行状态、故障信息、动作保护等信息收集传输到主站系统中；主站系统主要负责将子站系统收集的数据信息分配到相应的功能模块进行处理，并将这些信息提交到相应的高级应用模块中。继电保护及故障信息管理系统主要具有以下功能：对电网保护设备、录波设备等进行监测、控制；对运行异常的设备进行监测；自动分析电网系统的故障，并准确、快速地找出故障区域和故障点；对继电保护动作进行分析；实现继电保护管理的网络化、自动化、规范化、标准化。

3 继电保护及故障信息管理系统的设计原则

根据继电保护及故障信息管理系统的特点，在进行系统设计时，要遵循以下原则：标准化、规范化设计原则，在设计系统过程中要采用国际标准，从而与其他系统进行良好的接口，确保系统的开放性；分层分布式设计，系统的设计要以子站系统为中心，利用通信网络将本地监控、主站系统、子站系统连接起来，为有利于新功能的扩展，软件系统要采用模块化结构。

4 继电保护及故障信息管理系统子站的建立

4.1 子站系统的设计目标

子站系统的设计目标主要包括以下五点：

4.1.1 故障数据缓冲处理：在子站系统内部配置具有集成数据库的应用的处理系统，使得子站系统具有故障数据缓冲处理能力，从而提高继电保护及故障信息管理系统的可靠性。

4.1.2 故障信息预处理：子站系统能对相关故障信息进行过滤故障信息等预处理，这样不仅能降低主站系统处理数据信息的压力，还能提高系统处理信息的效率。

4.1.3 汇总、转发数据信息：子站系统能将继电保护装置、故障处理装置等二次设备和主站系统连接起来，能在节省通信资源的条件下，将各种数据信息汇总并转发到主站系统。

4.1.4 远程维护功能：在条件允许的情况下，子站系统能进行远程维护，为无人看守的变电站子系统运行管理带来极大的方便。

4.1.5 自检及就地功能：子站系统能利用自检功能产生自检报告，同时将自检报告转发到主站系统中；用户可以通过子站后台、计算机、站内监控后台等方式和子站系统的维护接口连接，对子站系统进行实时维护。

4.2 子站系统软件系统设计

继电保护及故障信息管理系统的子站系统软件主要由端口处理线程、主处理进程、数据库管理系统三部分构成。当子站系统启动后，主处理进程能根据系统的配置，自动启动端口处理线程，系统的通信端口会和端口处理线程对应起来，端口处理进程会根据自身的配置对相应的通信端口进行确认，并配置规约处理程序。主处理进程是子站软件系统复位启动时，最重要的入口程序之一，主要功能是根据系统配置自动启动，对端口处理进程进行管理，实现端口处理进程、事件处理器、数据库管理系统之间的异步通信，完成信息中转。端口处理线程汇总的数据信息会转发到数据库系统中进行统一管理，从而实现故障信息的处理和共享，保证继电保护及故障信息管理系统能高效、可靠地进行信息处理，子站数据库系统配置有大容量的故障信息处理功能和数据存档功能。endprint

5 继电保护及故障信息管理系统主站系统的建立

继电保护及故障信息管理系统的主站系统主要由数据管理子系统、主站数据库、统计和故障分析子系统三部分组成，下面分别对这三部分进行分析：

5.1 数据管理子系统

数据管理子系统包括对主站运行进行监视及对图像、网络等进行管理，数据管理子系统主要由图形处理系统和图形运行系统两个子模块组成，图形处理系统能通过界面的绘图工具生成电气主接线图、电力系统区位分布图；图形运行系统能查看各主站接线图显示的故障点，并结合故障信息数据控制图形系统的运行，数据管理子系统主要用于微机继电保护动作情况，对故障过程进行重演及统计历史故障信息。

5.2 主站数据库

主站数据库主要是对继电保护的数据模型、版本应用模块等进行统一管理，同时提供维护、生成、修改功能。主站数据库由静态数据库、动态数据库、历史数据库等几个数据库构成，其中静态数据库储存的信息大多为固定的数据，动态数据库多储存动态变化的数据信息，历史数据库主要为了保护动态数据库的运作效率，为主站系统的维护提供方便。

5.3 统计和故障分析子系统

统计和故障分析子系统主要包括故障录波报文、故障测距报文等两个模块，故障录波报文是以COMTRADE格式生成的，故障录波信息数据分析是在故障录波器生成的故障信息报文上进行，能对整个电力系统的故障信息进行分析，在故障状态下，能实现故障信息实时分析、故障信息网页生成、数据统计等功能，同时还能对主站系统进行日常继电保护管理、定值校验、保护整定计算、故障数据分析、故障距离测定等应用。

6 结语

继电保护及故障信息管理系统将微机继电保护、变电自动化、调度自动化等几种技术融合在一起，能为调度终端提供更加完善、准确、可靠的继电保护运行数据信息和故障信息，极大地提高了电力系统的继电保护能力和故障处理能力，继电保护及故障信息管理系统对电力系统的安全稳定运行有十分重要的意义。

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作者简介：郑毅（1990-），福建福州人，供职于国网新疆伊犁供电有限责任公司，研究方向：调度继电保护和电网调度。endprint