故障信息遠(yuǎn)傳在地區(qū)電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

摘要：本文介紹了保護(hù)故障信息遠(yuǎn)傳的幾種模式及應(yīng)用情況，闡述了保護(hù)裝置信息、故障錄波器信息上傳在主站、調(diào)度系統(tǒng)中存在的問題，并結(jié)合現(xiàn)場故障信息采集設(shè)備的現(xiàn)狀，對所提出的幾種上傳方式進(jìn)行了對比評價，最后給出了保護(hù)故障信息在應(yīng)用實(shí)踐中的一些建議。

關(guān)鍵詞：保護(hù)裝置；故障錄波器；遠(yuǎn)傳；組網(wǎng)

1、引言

隨著電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，需要一個能夠準(zhǔn)確判別故障元件、事故后數(shù)據(jù)分析、保護(hù)動作行為評價等功能完善的保護(hù)故障信息系統(tǒng)，這種故障保護(hù)系統(tǒng)有利于電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。故障錄波器作為故障信息系統(tǒng)基礎(chǔ)性的元件，可以在發(fā)生系統(tǒng)故障的時侯，準(zhǔn)確地自動記錄故障發(fā)生前、事故發(fā)生過程中以及事故發(fā)生后各種電氣量數(shù)據(jù)的變化信息，通過比較分析這些電氣量，分析判斷保護(hù)、處理事故是否正確運(yùn)行，并且為電壓崩潰、系統(tǒng)振蕩和頻率崩潰等的大干擾發(fā)生后引起的系統(tǒng)電壓、電流及其導(dǎo)出量，如系統(tǒng)頻率、系統(tǒng)無功功率以及有功功率變化時為調(diào)度人員的調(diào)度提供依據(jù)。

當(dāng)前的綜合自動化變電站以及正在陸續(xù)建設(shè)的數(shù)字化變電站，要求站內(nèi)各種信息及時、準(zhǔn)確地上傳至調(diào)度端，保護(hù)故障信息必然位列其中。保護(hù)故障信息對于提高電力系統(tǒng)調(diào)度和運(yùn)行的水平，提高處理電力系統(tǒng)事故的快速反應(yīng)能力。下面就近幾年幾種故障信息遠(yuǎn)傳模式在地區(qū)電網(wǎng)的應(yīng)用做一下介紹并給出一些建議。

2、故障信息遠(yuǎn)傳的幾種模式及應(yīng)用情況

2.1早期故障錄波器撥號上傳的方式

隨著微機(jī)化故障錄波器變電站內(nèi)的廣泛應(yīng)用。由故障錄波器采集重要的繼電保護(hù)和電壓信號、電流、斷路器輔助觸點(diǎn)、通信通道的信號波形、以及安全自動裝置的動作觸點(diǎn)等，接著對故障進(jìn)行判斷并對其進(jìn)行簡單故障分析，然后將記錄的故障數(shù)據(jù)以及初步進(jìn)行分析的結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)方的錄波主站，并進(jìn)行下一步的處理。由于當(dāng)時受限于當(dāng)時的終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化程度不高和通信通道的制約，只能通過電話撥號的形式上傳至遠(yuǎn)程終端。

2.2保護(hù)管理及故障信息子站的廣泛應(yīng)用

保護(hù)故障管理及故障信息子站是一個分布式系統(tǒng)，其主要的設(shè)備是在地方電網(wǎng)的各個電廠或變電站內(nèi)。它的每一個子站均可采集所屬站內(nèi)的保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)、動作信息、故障錄波器故障波形及自動裝置定值參數(shù)等數(shù)據(jù)信息，并且可以合理使用這些信息為事故判別和繼電保護(hù)裝置檢修提供前提條件，為繼電保護(hù)運(yùn)行和管理提供服務(wù)，并支持分析處理電網(wǎng)故障。

子站系統(tǒng)由間隔層設(shè)備（各變電站的重要微機(jī)保護(hù)裝置、故障錄波器等）、服務(wù)器及軟件系統(tǒng)、，通信設(shè)備（交換機(jī)、路由器、光通信設(shè)備）3個層次組成。該系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的基本原理主要包括：通過子站系統(tǒng)采集各個錄波器以及保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)，然后對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)約解釋以及數(shù)據(jù)處理等工作，各種故障錄波器以及微機(jī)保護(hù)所產(chǎn)生的大量信息通過子站轉(zhuǎn)發(fā)至后臺服務(wù)器及上級主站，在這期間由通信設(shè)備貫通，主要應(yīng)用的通信規(guī)約有國網(wǎng)103和61850規(guī)約等。

保護(hù)信息管理及故障分析系統(tǒng)的主站設(shè)在各級調(diào)度中心。主站通過通信網(wǎng)絡(luò)與所管轄的各變電站層子站系統(tǒng)相連接，收集各個子站與運(yùn)行和故障相關(guān)的信息，利用主站系統(tǒng)的高級分析功能，判別保護(hù)裝置動作行為的正確性、快速定位故障點(diǎn)。特別是保護(hù)及故障錄波器的波形文件可以按照統(tǒng)一的文件格式（電力系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)據(jù)交換的COMTRADE格式）調(diào)取，方便運(yùn)行管理人員分析故障，有利于調(diào)度人員快速處理設(shè)備問題，恢復(fù)供電。

由于電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)及自動化設(shè)備的微機(jī)化最近幾年才完成，保護(hù)裝置和錄波器可提供的通信方式、通信規(guī)約多種多樣，中間環(huán)節(jié)多，可靠性較低。因此，常常出現(xiàn)間隔層保護(hù)與子站服務(wù)器通信中斷的問題。

子站與保護(hù)裝置及錄波器通信異常的處理方法總結(jié)如下：①檢查保護(hù)裝置到子站之間的通信線是否有虛接、斷線，如有則緊固通信線；②檢查保護(hù)裝置上通信設(shè)置與子站上對應(yīng)保護(hù)通信設(shè)置是否一致，如不一致則按子站上通信參數(shù)更改保護(hù)裝置上通信設(shè)置；③保護(hù)裝置通信通過保護(hù)通信管理機(jī)的，重啟或檢查管理機(jī)。

此外，主站對變電站內(nèi)保護(hù)設(shè)備的信息調(diào)取也往往出現(xiàn)問題：主要有通信通道問題，對此我們最好配置主備2個通道；規(guī)約不一致的問題，保護(hù)裝置與管理機(jī)、管理機(jī)與子站服務(wù)器、子站與主站可能存在3中不同的電力通信規(guī)約，這會造成通信效率低或通信中斷，對此我們需要優(yōu)化配置盡量減少規(guī)約轉(zhuǎn)換。近幾年，按照數(shù)字化變電站配置的61850規(guī)約進(jìn)行全部環(huán)節(jié)通信可以很好地解決這個問題。

2.3地區(qū)電網(wǎng)的故障錄波器聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

鑒于保護(hù)管理及故障信息子站在現(xiàn)階段設(shè)備狀態(tài)下的不穩(wěn)定性，各地市、網(wǎng)省調(diào)紛紛建立了故障錄波器組網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在各調(diào)度端設(shè)置組網(wǎng)服務(wù)器對通信接入程序進(jìn)行統(tǒng)一的安裝，并且利用巡檢的方法召喚在錄波器中的錄波數(shù)據(jù)。通過以太網(wǎng)，調(diào)度端主機(jī)可以讀取到服務(wù)器中錄波數(shù)據(jù)，可以按照網(wǎng)頁的形式進(jìn)行故障信息的查詢分析。

各站錄波器通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)可以連接到組網(wǎng)服務(wù)器中，在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入的交換機(jī)，可將不同業(yè)務(wù)劃分到不同VLAN內(nèi)，使得局域網(wǎng)中不同業(yè)務(wù)的主機(jī)能夠相互安全隔離。通過隔離網(wǎng)關(guān)以及劃分網(wǎng)段，使得總調(diào)和地調(diào)均只能與服務(wù)器進(jìn)行通信，并讀取器中的錄波文件，而不能夠直接與其他各站錄波器進(jìn)行聯(lián)系，從而保障了數(shù)據(jù)的安全性。此外，故障信息從間隔層直采直送，消除了通信瓶頸，保證了發(fā)生故障的信息傳輸過程中的安全可靠。

這個系統(tǒng)有利于提高調(diào)度運(yùn)行人員分析處理電網(wǎng)故障的效率，并且在保障電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行過程之中可以發(fā)揮巨大作用。因?yàn)楣收箱洸〝?shù)據(jù)是研究電網(wǎng)以及分析事故的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，所以對該數(shù)據(jù)進(jìn)行共享非常重要。如果各級調(diào)度充分利用了廣域網(wǎng)的開放性，開放訪問權(quán)限實(shí)現(xiàn)了故障錄波數(shù)據(jù)資源在系統(tǒng)內(nèi)共享利用，可以大大方便電力一線生產(chǎn)管理人員。

3、結(jié)語

電網(wǎng)事故和繼電保護(hù)動作行為分析離不開高性能的故障錄波器和方便快捷的故障信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。隨著變電設(shè)備的智能化進(jìn)程，數(shù)字化故障錄波器及新一代故障信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)必將取代現(xiàn)有設(shè)備，成為市場的主流。（作者單位：冀北廊坊供電公司）

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