继电保护故障信息系统特点及构成

继电保护故障信息系统特点及构成

王亚君

中国化学工程第七建设有限公司 610000

【摘要】着智能电网的发展要求，对变电站内各类继电保护及安全自动装置、故障录波器所产生的大量信息的管理提出了更高的要求，继电保护故障信息处理系统建设，不仅满足了继电保护运行管理智能化水平，也提高电网事故处理效率，为电网安全稳定运行奠定基础。基于此，本文特介绍了继电保护故障信息系统特点及构成，并以南方电网继电保护故障信息系统为例，总结了该继电保护故障信息系统构成方法。

【关键词】继电保护故障信息系统；特点；构成

近年来，在电网发生故障时，继电保护装置、自动装置、故障录波器、安控装置及稳定监录装置等智能设备均具备了以数据方式向电网各级调度中心传输故障信息的可能^[1]。但目前应用于电网的安全智能装置均处于独立运行状态，没有形成有效的网络。同时，因其自身缺乏智能化的分析功能以及管理模式落后，录取的故障信息也未能得到充分利用，主要表现为以下几点：时效性差、故障录波器厂家软件互不兼容、资源利用率低、缺乏历史资料查询功能等。建设一个技术先进、安全性高、可靠实用、开放性好、可扩展性强的继电保护运行及故障信息处理系统，是各级调度机构的当务之急。而要构建可靠实用、效率高的继电保护运行及故障信息处理系统，就需全面了解和掌握继电保护故障信息系统特点及构成。

1.继电保护故障信息系统特点

继电保护故障信息管理系统是一个新兴电力自动化系统。其目的在于为控制中心端监视、控制、管理变电站内的智能装置(包括继电保护、安全自动装置、故障录波器等)，并综合利用这些信息的技术手段，以使智能装置的运行管理水平与调度系统信息化、自动化的发展水平相适应。它能在正常运行和电网故障时，采集、处理各种智能装置信息，并充分利用这些信息．为继电保护运行、管理服务，为实现继电保护装置状态检修提供前提条件，为分析、处理电网故障提供支持，以满足调度中心对电网正常运行及故障情况下各种信息需求。

2.继电保护故障信息系统构成

2.1主站系统结构

主站端包括数据/通信服务器，保护工作站以及web服务器。数据，通信服务器主要负责与子站的通信以及路由的选择。对子站传送来的信息进行加工、处理、分析、显示和存储。保护工作站作为数据服务器的客户端，供值班员和继电保护人员使用。可以通过数据服务器查询各子站保护信息，并可实时显示故障和事件信息。web服务器实现web方式的各子站保护信息发布。

2.2子站系统结构

每个子站配置一台保护信息管理装置，它以光纤网络与主站端及分站端以规约进行通信。以串口、光纤或网络方式与各个保护装置、故障录波器装置及串口、光纤或者网络方式与当地监控系统通信。每个子站可以选择配置保护工程师站，保护工程师站为一台计算机，可以组屏安装，也可放在工作台上。保护工程师站安装有保护监视、管理、故障分析软件^[2]。保护管理机通过以太网方式与主站相连，一台保护管理机可以连接多个主站。通过报文和硬接点相结合的对时方式。可以使站内所有装置的时钟精确到毫秒级。

2.3子站系统主要功能

完成各装置的通信连接及通信规约的转换。继电保护信息管理装置对各保护装置实时查询．对各保护装置的保护事件、自检信号及相关的波形及时收集并按照重要性在就地数据库分级记录，在当地给出明确的提示信息。可按照数据的重要性分级，及时把数据传送给分站端、主站端及监控系统。继电保护信息管理子站系统对装置的定值以及参数可以调阅及修改，可以查阅各装置的历史记录、当前状况。可以通过设置是否允许修改保护定值及区号。继电保护信息管理子站系统可以对装置信号进行复归。同时可以接收和执行远方主站或者计算机监控系统的信号复归命令。子站具有自检功能，能检测系统是否运行良好。信息的安全管理。子站对信息的删除、修改都设置权限，与拨号以及网络的通信进行安全校核。非授权用户将拒绝使用。每个子站都能够对多个主站发送数据、响应请求。用户可根据自己的需求通过系统配置项选择送往各个主站的数据。信息的打印输出，有完善的报表打印功能。录波波形的分析。录波数据子站波形的分析软件可以同主站共用同一个录波分析软件，具有谐波分析。故障量有效值、峰值、频率、直流分量的计算，故障分量大小相位的显示，波形及向量的显示，阻抗计算及矢量图显示等功能^[3]。

3.继电保护故障信息系统构建案例

以南方电网继电保护故障信息系统为例，总结了该继电保护故障信息系统构成方法：

3.1主站系统结构

中国南方电网继电保护故障信息系统主站是一个对电力系统故障信息进行采集、传输、处理、分析的分布式、准实时系统。整个系统由设在调度端的主站和若干个设在变电站、发电厂的子站通过电力系统的通讯网络组成。主站的使用对象包括直接用户和公共用户；直接用户包括调度、继保专业，公共用户通过主站在III区布置的WEB发布系统获取信息。主站按照电力二次系统安全防护总体方案在安全II区和安全III区根据管理和业务要求灵活部署。主站配置采用双机单网结构，数据服务器和通讯服务器均采用双机以保证系统可靠性；数据服务器用来存放所有的历史信息，两台数据服务器通过IBM 4端口控制选择器共用一套显示器/键盘/鼠标组在一面屏内（数据服务器屏），共享磁盘阵列作为数据存储介质；通信服务器负责与所有子站的信息通信，布置在安全II区。两台通讯服务器通过IBM 4端口控制选择器共用一套显示器/键盘/鼠标组在一面屏内（通讯服务器屏）；通讯服务器配置双网卡进行调度侧II区与子站II区的分割，一块接入安装于数据服务器屏内的网络交换机，用于与主站系统的数据服务器、工作站组网形成一个网段；另一块网卡接入安装于通讯服务器屏内的网络交换机，用于与接入系统的子站组网并形成另一个网段，把子站系统网段和主站系统通过通讯服务器隔离在两个网段，以提高系统安全性。

3.2子站系统主要功能

该主站系统和子站之间采用数据网通信方式，保证了通信的快速可靠，该系统采用了网管应用技术，能对系统效用进行有效的实时监测管理，从而确保系统的可用率。从目前运行情况来看，南方电网继电保护故障信息系统主站运行稳定、安全可靠。给调度人员和继电保护人员运行管理和事故分析提供了方便，提高了继电保护工作的自动化水平，为事故分析和及时处理提供了强有力的数据平台和可靠的辅助决策依据^[4]。

4.结语

随着电网自动化技术的快速发展，电网自动化系统的功能和性能不断完善．但变电站内各种继电保护及安全自动装置、故障录波器等设备所产生的大量信息却缺乏统一有效的管理。继电保护信息的监控、系统故障及保护动作行为的分析和管理的自动化水平显得相对滞后。在这种情况下，建立继电保护信息管理网络，按照业务划分组织和应用数据，为事故分析和处理提供依据，提高继电保护运行管理的自动化水平就显得刻不容缓。而要建立继电保护信息管理网络，首要任务是构建继电保护故障信息系统，利用该系统快速检出继电保护系统出现的故障问题，并采取有效的措施对其进行改进，才能全面提升继电保护信息管理水平。

【参考文献】

[1]鲁璐.继电保护故障信息系统研究[J].机电信息,2015(09):148-149.

[2]邵凌.继电保护及故障信息系统通信模型分析[J].通讯世界,2019,26(07):47-48.

[3]郑天齐,王永刚,沈永良,等.继电保护故障信息系统应用分析[J].数字技术与应用,2019,37(12):24-25.

[4]刘斌,王晓明,田君杨,等.基于多源信息的继电保护故障信息智能分析系统研发[J].电工技术,2020(01):47-49.