地区电网继电保护故障信息管理论文

一、系统实现方案

1.性能要求

保护信息独立对数据进行采集，不经远动系统进行传输等处理。各个厂商、各种型号的保护装置应遵循相同的通信协议，以保证系统的通用性与可扩充性。为便于查询与修改，系统中所有设备、数据均具有全局唯一的ID。为便于多个调度终端的操作，系统内信息须可以共享。

2.系统组成

地区电网继电保护故障信息管理系统的系统主站网络结构图如图1所示。从图中可以看出，数据由主站的WEB服务器向区调的WEB服务器单向流动，主站不接受区调的数据信息。WEB服务器需加防火墙及物理隔离。通信服务器与数据服务器分离设置。通信服务器按2台互为热备方式设置，即运行的一台故障时，热备的一台能瞬时自动投入运行。数据服务器按2台双备设置，即正常2台同时运行，承担同样的任务。应用工作站按5台设置，即调度员工作站、运行管理工作站、故障分析工作站、整合计算工作站、专业管理工作站各1台。另设数据备份工作站1台。

2.1子站网络结构与功能。各变电所配置一套保护故障信息远传系统（子站），子站经通信通道向区调主站传送保护故障信息和故障录波器的有关信息。保护故障信息远传系统的信息传送采用10BASE-T接口接入通信ATM设备。保护故障信息远传系统组成一个单独的以太网，能提供以太网接口的设备直接接入该网，不具有以太网接口的通过RS485或者经采集柜转换后接入该网。子站管理系统可实现自检和巡检设备、数据查询和检索备份、数据处理、数据上传、远程通信、信息发布功能。而且不影响不影响原有继电保护和故障录波装置的正常运行。

2.2调度端功能。

2.2.1基本功能：通信管理功能；图形及监控功能；告警管理功能；数据库管理功能；运行管理；网络发布功能；安全管理。

2.2.2继电保护专业管理：故障分析高级应用；报表管理；设备管理；统计分析；检修管理；定值单管理。在故障发生后，调度端可以实现以下功能：首先故障信息可按事件的时间发生顺序在调度屏幕上显示。其次，可以综合分析保护与录波的数据并判断设备的运行情况。再次系统还应具备可同时接受多个子站信息的功能。调度端主站具备访问各子站的功能，并能通过站端子站进一步访问具备条件的各种装置。

二、经验与认识

1.与远动系统的关系

由于数据采集对象与处理目的的不同，保护信息和远动信息的主要区别如下：

1.1保护信息主要应用于事故的分析处理等，并非用于实时控制，所以对数据的完整性要求比较高，信息量比较庞大。保护信息主要需求部门是运行管理部门，所以系统也应有运行管理部门负责。

1.2远动信息则主要应用于实时调度服务，信息的实时性要求高（信息传输时间一般1-3S内），但信息量要求不大。从以上分析可以看出，两种信息各有其不同的特点，所以传输过程不宜用相同传输通道。

2.与变电站监控系统的关系

变电站的监控系统主要是针对电厂或者变电站正常运行的监视与控制，系统采集的信息很难满足事故分析功能；而且，保护与录波信息具有一定的特殊性，从而导致监控系统不能处理所有的保护与录波数据。所以保护信息系统应该作为一个独立的子系统。然而为避免系统重复投资同时缩减系统维护的工作量应将保护故障信息管理系统与监控系统的软硬件资源进行合理配置，既节省费用又可方便系统扩充与信息共享。

3.通信接口设计

3.1新建综合自动化变电站。新建110kV及以上综合自动化变电站应一律选用新型的继电保护、故障录波器宇安全自动设备，新型装置可提供双RS-485或双以太网接口（IEC870-5-103规约）。满足监控系统及故障信息管理系统单独组网要求。

3.2常规变电站。常规变电站保护设备基本上为老型微机装置（南瑞LFP系列、四方CSL系列等），通信接口与通信协议完全不一样，所以首要是解决通讯问题，包含设备的硬件接口形式与通信协议的转换。将RS—232，RS—485，RS—422通过各厂家保护设备专用保护管理机转换为统一接口，考虑到RS-485在通信速率与通信距离方面的优势，宜将其他接口转换为此种接口。对开关量和信息不上网的装置，由子站管理机集中搜集和处理送调度端。

3.3数据的规范处理。为便于数据的存储、传送与调用，保护与录波装置提供的信息需按信息的属性进行分类，然后形成规范的数据格式。

4.数据共享

同一个网络内数据共享需要根据不同用户的不同要求设置不同的信息服务，同时一定要考虑数据的安全性兼具一定的灵活性。为满足这三点要求可以考虑使用SQL数据库。针对不同网络的数据共享，则需要综合考虑各个部门对站端数据信息的不同需求，在尽量减少投资的情况下提高系统的管理水平。

5.对站端信息的需求分析

站端信息的需求决定了数据采集部分的设计，所以下面先给出站端信息的需求：

5.1信息可用来提高系统的运行管理水平。该系统在对全网保护与录波装置的实时监测下可大大减少保护由于异常导致的停运事件，提高设备的可用率。

5.2信息可以为系统事故分析提供科学依据。为保证运行人员可以及时、准确的掌握电网的故障情况，从而提高事故分析的准确性，完整的保护动作与录波数据信息应可以迅速准确的传送到调度端。

5.3信息可以作为事故处理的重要依据。当前电力系统的故障信息传递多是经由厂站值班人员的观察汇报实现，信息的实时性与精确性均存在一定问题。特别针对复杂重大事故，全面快速的动作保护信息与录波数据对于事故处理具有相当重要的意义。综上所述，完整、精确、实时性高的站端信息是整个系统核心的组成部分，是整个调度与生产水平提高的根基。

6.站端子站与调度主站传输方式

（1）通信机房与保护室在同一楼内,距离不超过100米。

（2）通信机房与保护室不在同一楼内或距离超过100米。

7.两点注意事项

应高度重视变电站端系统连接其他设备后的抗干扰问题。为满足调度端主站对变电站二次设备参数查询、统计等需求，变电站二次设备参数数据库应与故障信息系统同时建设。

作者：陈永利 焦嵩鸣 单位：华北电力大学自动化系