电力系统继电保护的故障信息系统探究

邱 超

(370982198611284676)

电力系统继电保护的故障信息系统探究

邱 超

(370982198611284676)

本文讨论了研发电网继电保护故障信息系统的必要性，分析了电力系统继电保护故障信息系统的结构和功能，并介绍了电网继电保护故障信息系统的应用。

电力系统；继电保护；故障信息系统

1、研发电网继电保护故障信息系统的必要性

现在的电网结构错综复杂，各地域联网、全国联网，配电网变电站综合自动化技术迅速发展，各种生产调度的数据信息都可以实现完全自动化，调度系统、远动通信相结合可以使得变电站“无人值守”。然而，多数自动化系统侧重于记录监控信息，对于继电保护设备的“故障”相关信息通常需要在保护工程师站进行监测。部分系统可以进行定值修改和故障信息查询，不过功能不够完善，不能实现自动化管理，与故障相关的信息不能及时用于事故的分析排除。随着自动化系统的逐步增多，电网发生故障时，如果只有SCADA系统的保护信息和开关变位信息，调度人员就无法及时准确地判断故障，也不能正确应对，特别是出现大面积复杂故障时，有可能使电网故障进一步扩大，甚至发生大面积停电。所以，怎样在系统出现故障时，及时准确地将故障相关信息传送给调度人员，以便其排除故障，恢复系统，并且也可以为继电保护人员提供有效的继电保护设备动作分析工具，就亟需设计一个继电保护故障信息系统解决此类问题，故障信息系统需要具有继电保护、故障录波、信息采集、分析、管理等相关功能。故障信息系统的设计使用，在技术和管理方面都将对电网起到重要作用。

2、电力系统继电保护故障信息系统的建构分析

故障信息系统是按照分层分布的结构模式，利用计算机技术、网络技术和通信技术设计建立的综合信息系统。故障信息系统基于TCP/IP协议，应用于不同电网，通过IEC60870-5-103规约实现数据的传输，其组成结构是由调度端主站、厂站端子站及电力系统的通讯网络三部分构成。调度端（主站）完成数据的采集和监控，并可进行故障信息处理、分析；厂站端（子站）用于站内二次装置的接入和数据转发。在厂站端，系统实现站内装置的接入和管理，数据采集，传送到调度端，将信息进行分析处理，并以此为基础实现其他高级应用功能。

1设计原则

故障信息系统主要用于采集子站装置的定值、正常状态数据、告警时的数据、故障相关信息。设计可靠的故障信息系统，需要满足一定的要求，需要遵循一定的原则。（1）故障信息系统收集的数据信息需要及时准确地传输到主站，并能反应故障情况，可用于处理分析故障。（2）故障信息系统能够实时监控继电保护设备和故障录波器，及时发现系统处于异常运行状态，也能够保存继电保护定值、保护投退等信息，以便于实时监控电网和录波器的运行状况，减少继保设备的异常运行时间，为实现自动化管理打下了坚实的基础。

2架构分析

继电保护故障信息系统按照物理层次分为设备层、子站层和主站层。设备层在发电厂里面，含有微机保护、故障录波器和GPS等设备。子站层用于管理和检测所在变电站设备，实现子站装置的数据采集处理功能，并进行简单的分析，然后上传。主站层在调度单位，对下一级变电站的数据进行分析处理，并发布各项指令。从整体上考虑，故障信息系统的主站应该设置在省调，分站设置在地调，子站设置在变电站、发电厂，并以电力通讯网相连。子站可分为集中式和分布式的网络结构，单一子站的故障不应破坏真个系统的平衡。

3功能模块

继电保护故障信息系统的硬件包括数据服务器、WEB服务器、通信服务器以及工程师工作站等构成信息主站的部分，以及变电站二次设备、全球卫星定位系统（GPS）、管理机、串口转换器等构成信息子站的部分。信息主站的模块包括设备控制模块、通信模块、故障信息分析模块、故障信息管理模块，信息子站的软件模块包括主程序模块、人机互交模块。常用的功能包括通信管理功能、保护管理功能、故障报告整理功能、录波管理功能、故障报告整理功能、图形及系统监控功能、告警管理功能、GPS对时功能、数据库管理功能以及历史记录、查询和报表等。

3、电网继电保护故障信息系统的应用分析

某电网公司按照“分级调度，各负其责，协调配合，共同维护”的方针，故障信息系统采取主站省调监控、分站地调监控、子站厂站监控的结构层次。地调保护分站也可以称之为主站，所以故障信息系统可分为主站、子站两部分，子站的系统结构可以分为集中式和分布式，其中集中式主要用于小型变电站，分布式用于大型厂站端，子站利用电力数据网络上传所需的信息给主站。

该电网故障信息系统成功实现如下功能：（1）地理信息与图形监控功能。能够实现公司电网的图形化管理，根据GPS显示公司电网220及以上的厂站地理分布，通过图形的形式显示一次侧、二次侧设备的运行状况。图形界面含有：告警信息、接线图、主站子站的通信状态图等等，用户能够进行定值的查询等功能。（2）实时分析。能够实时分析处理获取到的各方面信息，告知并提醒用户；用户自定义窗口的相关属性；用户可查询各地的实时保护设备的相关信息以及其他想得到的信息。（3）分析查询故障信息。具有智能故障分析和故障简报查询功能，通过收集故障线路两侧继电保护装置动作信息，形成事件，手机录波器装置录波信息，将上传较全且动作正确的事件自动归档，保护动作信息及录波装置信息不全的为未确认归档，等待用户人工分析，并确认归档，归档的数据单独保存，只有手动操作才能删除，避免数据库因存放时间过长由系统删除。

结语

构建和应用故障信息系统，为准确分析、及时处理电力系统故障提供了重要的手段和依据，也为以后对继电保护动作行为进行智能化分析和仿真打下了基础。故障信息系统设计规模将会逐步增大，随着使用经验的积累，新技术的发现和进步，故障信息系统会逐步得到完善，更有利于提升调度单位的故障处理能力，提高继电保护工作的自动化水平，为电力系统的安全可靠运行做出贡献。

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1007-6344（2015）06-0054-01