电力系统继电保护及故障信息系统的设计

尚艳洁

摘 要 电力系统的完善对社会发展与进步起到了重要的推动作用，当前社会对电能的依赖性在逐年增加，对电能的需求量也在逐步增大，由此对电力系统稳定性与安全性提出了更高要求。电力系统在运行过程会面临各方面因素影响从而产生故障，因此需要对其采取一定的保护措施，本文就电力系统继电保护及故障信息系统的设计分析作简要阐述。

【关键词】继电保护 故障信息系统 设计分析

电力保护系统随着电力行业规模的扩大而应用日益广泛，为电力系统稳定安全运行提供了重要保证。但是仍然存在部分故障问题在解决的时候难度较大，因此需要设计完善的保护系统，通过对故障信息分析，从而找出解决问题的措施。

1 电力继电保护与故障信息系统收集

从结构方面来分析，系统结构层包括了主站与通信层、子站与设备层。其中主站层作用是实施调度，作用的对象是工作站、管理系统，如打印机。功能体现在对下层数据进行处理并分析，将数据信息与其它的系统共享与交换。通信层功能体现在信息上传、预处理。信息收集工作主要由子站完成，经过通信层将其传输到主站层，方便工作人员进行管理与存储。子站层负责信息收集工作，经过通信层传递至主站层。设备层包括微机保护设施、故障录波器、GPS等，主要是对现场相关信息采集。

2 系统开发与设计工作遵循的原则

2.1 兼容与开放性

系统设计时，需要考虑到兼容原有硬件与软件系统，同时还要将未来发展情况考虑在内，确保在使用过程中能够兼容其它系统。用户操作习惯不会受到影响，系统可扩展性能够体现。

2.2 可维护性

系统对各项功能进行维护尽量基于可视的前提，维护操作通过元件、窗口进行。

2.3 可靠性

可靠性体现在系统具备容错能、自动恢复能力，从而使安全性与可靠性目标能够顺利达成，使整体系统正常稳定运行。

3 电力继电保护系统开发工作

3.1 硬件开发工作

主站系统设计、开发，系统采用分布式结构，主站、子站连接采用的是通信网络连接或者是专线形式，从而实现子站数据处理与存储，并分享其它主站的数据。受管辖的子站系统彼此间联系与通信，主要利用的是专业的前置通信设备。为其它主站提供服务主要利用的是服务器主站，通过服务器及防火墙，在没没有得用户授权的情况下，无法对用户系统进行访问，系统的安全性能够得到较好的保障。不同工作站配置了不同功能，以此能够满足不同用户的差异化需求。

主站系统结构开发方面，由于继电保护与信息系统设备各类比较多并且数量规模大，子站系统需要考虑如何有效的将设备与系统相连接，并且后期能够对设备提供有效的维护，包括远程维护管理，系统设计工作需要考虑到通信接口相关问题。比如可以考虑利将光电隔离器和多串口设备连接，使串口问题得以解决。一般性设备与工控机连接通过交换机或者是接线器来完成。利用子站系统，设备层收集的信息可以传递到不同主站与后台设备。子站后台需要具备人机界面与初步处理数据的功能。一般情况下不建议建立后台，特殊情况另外考虑，以此对系统管理与维护的成本进行控制。

3.2 继电保护与故障信息软件开发

3.2.1 软件开发结构

结构可以考虑分布式结构，整体系统由不同的分布式系统组成，而分布式系统的组成又包括了独立对象组件，组件位于不同的位置。以此确保在网络范围内任何一台设备都能够实现即插即用，使系统开放性，可维护性、扩展性得以良好体现。

3.2.2 操作平台开发

为实现操作平台的无关性，整体系统需要支持不同操作平台。而作为独立设计使用的服务器，对象持久化服务器分布于上层应用和数据库服务器二者之间，通过建立连接，使应用程序与数据库能够正常工作，以此來实现不同类型故障信息匹配及转换。

3.2.3 系统结构可扩展性

作为人机界面框架，系统结构可可扩展保证了数据操作。一般情况下，结构功能包括面向方式，对系统图、地理连线形操作。具备基础性的窗口操作功能，并且是基于组织对象关系。人机界面友好，工作人员能够便捷的开展操作。

3.2.4 事件通知

系统发生故障时，继电保护、故障系统子站采集故障信息，之后对其进行初步处理，将处理结束后的数据传输至主站。子站程序自动对故障设备的相关信息进行采集，并对其进行转化，形成事件信息结构，此类结构是事前已经定义的，之后利用事件通知服务，通过标准接口调用事件通知服务接口，将信息传输到主站系统，做进一步分析。

3.2.5 二次设备集合与数据采集

数据采集设备作为独立存在的组件程序，基于接口服务器而构建。其功能主要是对不同的数据信息进行存储与收集。数据采集工作进行需要事件服务器提供一定的支持，之后选择合适的传输方式。采集的信息存储主要是数据库完成，并关联到相关的设备，形成事件日志。

3.2.6 设备对象在网关设置方面，通过对代理服务进行调用，将硬件设备变为功能不同的对象

功能对象在进行访问时引发硬件访问。设备对象引用相关的数据存储于数据库，并将其与设备相关记录关联。对使用对象发行机制查询可以利用设备号，同时可以从设备对象获得功能对象。采用反向操作也可以获得相应的结果。因此对设备当前静态属性与状态进行访问可以利用设备完整对象，而不需要考虑到设备功能对象是否存在。

3.2.7 主站数据库

采集得到的数据要依据预先设置的方式对其进行处理，之后将存储到数据库，与其它主站交换。主站间的数据交换工作开展利用的是关系型数据库，将其作为数据交换工作的平台。数据库的构成包括了三个部分，表，表与表的索引，具有的字段等，通过索引对设备彼此间的关系进行描述。表与表之间的索引关系只能是一对一，而不能是一对多，此时就需要考虑到关联方向问，确保其合理并在此基础上建立映射，对表的关系进行描述。

4 结束语

继电保护设备对于整体电力系统而言意义重大，但是在运行的过程中要实现更高程度对故障进行预测与管理，就需要收集信息对其分析，找出故障发生的规律及其深层次原因，从而采取针对性的解决措施。将继电保护与故障信息收集有效的结合到一起，系统复杂而要求高，需要考虑到信息采集，传输及处理的各个环节，从而确保系统能够正常发挥其功能，为电力系统稳定提供保证。

参考文献

[1]曾凡醒.电力系统继电保护故障信息采集及处理系统[J].科技展望，2015（32）.

作者单位

国网福建省电力有限公司福州供电公司 福建省福州市 350001endprint