繼電保護(hù)與故障信息管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能及其實(shí)現(xiàn)

郭鴻毅 曲 驊 湯曉暉

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

一、繼電保護(hù)與故障信息管理系統(tǒng)

隨著近些年我國政府開始加大電力設(shè)施建設(shè)速度，各地區(qū)電網(wǎng)裝機(jī)容量也在快速增長，電網(wǎng)規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，電壓等級(jí)正在不斷提高，輸電容量也在持續(xù)上升，這也就必須提升電力自動(dòng)化水平，以增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與提高供電企業(yè)效益。隨著對電網(wǎng)可靠性要求越來越高，各種微機(jī)保護(hù)措施、自動(dòng)裝置措施、故障檢測措施都被應(yīng)用到電網(wǎng)建設(shè)中去，但是隨著電網(wǎng)容量的不斷增加和擴(kuò)建，對于各項(xiàng)裝置不僅要在速動(dòng)性、靈敏性、選擇性、可靠性上滿足其要求，還要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測和節(jié)能降耗等要求，所以供電企業(yè)針對這些因素創(chuàng)建了PFIMS管理系統(tǒng)，建立PFIMS系統(tǒng)需要經(jīng)過幾個(gè)方面的試驗(yàn)和努力才可以投入使用，這幾個(gè)方面主要是：

1 對于PFIMS系統(tǒng)中所出現(xiàn)的電力保護(hù)設(shè)備首先要做的就是實(shí)現(xiàn)其微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化和通信智能化，在整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)中對于電力設(shè)備的選擇要格外注意，所有設(shè)備必須是微機(jī)保護(hù)設(shè)備或綜合自動(dòng)化設(shè)備，要具備強(qiáng)大的通信功能，只有這樣才能滿足PFIMS系統(tǒng)所需要的基礎(chǔ)條件。

2 在PFIMS系統(tǒng)建設(shè)過程中還要滿足其技術(shù)支撐，對這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)支撐的軟件就是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)。

3 電力企業(yè)管理水平與人員素質(zhì)的提高，對建立PFIMS系統(tǒng)提出了迫切需求。

4 基礎(chǔ)通信設(shè)施的完善提高，為PFIMS提供了高速、可靠、便捷的通信手段，這也是基礎(chǔ)通信設(shè)施比較普遍應(yīng)用的地方，當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，通訊信號(hào)就會(huì)傳輸?shù)秸{(diào)度中心，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

二、PFIMS系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)組成

PFIMS系統(tǒng)主要分為精簡指令集計(jì)算結(jié)構(gòu)、復(fù)雜指令集計(jì)算結(jié)構(gòu)，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模進(jìn)行選擇，在這個(gè)過程中支持操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以根據(jù)硬件平臺(tái)、軟件預(yù)算、應(yīng)用習(xí)慣等任意選擇組合，尤其是系統(tǒng)通信技術(shù)軟件從根本上解決了自動(dòng)化信息的孤島問題，在這個(gè)過程中系統(tǒng)可以獲知更多的設(shè)備信息和故障信息，同時(shí)也可以為專業(yè)維護(hù)人員提供更多理論信息。

三、PFIMS系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能

1 設(shè)備基本信息管理模塊。通常所說的設(shè)備基本信息管理模塊主要是對一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行基本信息的收集與記錄，這些基本信息主要包括設(shè)備的名稱、設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、電壓等級(jí)、安裝位置以及設(shè)備出廠日期、設(shè)備的參數(shù)等級(jí)、設(shè)備的檢修情況等，同時(shí)還可以根據(jù)客戶要求對其基本信息進(jìn)行擴(kuò)充。

2 設(shè)備運(yùn)行信息管理模塊。設(shè)備運(yùn)行信息管理模塊主要是指主要管理設(shè)備投退信息、保護(hù)缺陷處理信息、保護(hù)檢修信息，這些運(yùn)行信息都具備記錄、查詢、統(tǒng)計(jì)和報(bào)警的功能。

3 錄波數(shù)據(jù)分析模塊。錄波數(shù)據(jù)分析模塊主要是對PFIMS系統(tǒng)運(yùn)行過程中各個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的運(yùn)行波形進(jìn)行記錄分析，主要包括分析瞬時(shí)功率波形，頻率波形等多種波形，并且會(huì)對這些設(shè)備運(yùn)行波形進(jìn)行記錄和顯示。

4 故障定位模塊。通常所說的故障定位模塊主要針對的是PFIMS系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，故障定位模塊可以根據(jù)自身收集到的故障信息對故障點(diǎn)進(jìn)行分析定位，從而在最快的時(shí)間內(nèi)對故障點(diǎn)進(jìn)行檢查并維修。

5 裝置動(dòng)作行為分析模塊。裝置動(dòng)作行為分析模塊主要功能就是可以對PFIMS系統(tǒng)的設(shè)備動(dòng)作進(jìn)行正確分析，在設(shè)備動(dòng)作存在問題時(shí)可以進(jìn)行報(bào)警。

6 短路計(jì)算模塊。（1）對PFIMS系統(tǒng)中的故障進(jìn)行簡單的計(jì)算，同時(shí)還可以將短路故障的電阻進(jìn)行隨意設(shè)置，在功能上極大地方便了計(jì)算方式。（2）由于PFIMS系統(tǒng)中的故障問題都是隨機(jī)的，不會(huì)單獨(dú)出現(xiàn)在某一條線路上，這就需要對不同線路上的故障點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，而這一功能出現(xiàn)就解決了這一問題，可以在不同線路上記錄多個(gè)故障點(diǎn)。（3）特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的故障計(jì)算，有很多特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的故障缺乏計(jì)算方法和經(jīng)驗(yàn)，這一功能模塊的出現(xiàn)為特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的故障計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。（4）直流系統(tǒng)故障計(jì)算，計(jì)算模型采用兩端交流系統(tǒng)簡單等值。（5）與元件保護(hù)整定計(jì)算相關(guān)的故障計(jì)算。（6）短路計(jì)算曲線計(jì)算。（7）電網(wǎng)故障計(jì)算。（8）多選擇性的故障計(jì)算輸出結(jié)果自定義功能，可根據(jù)需要定義輸出量，輸出結(jié)果簡單明了。

7 整定計(jì)算模塊。整定計(jì)算模塊的主要任務(wù)其實(shí)就是將計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)整定，這個(gè)過程中較之人為數(shù)據(jù)整定要快得多，而且也避免了出現(xiàn)故障的機(jī)率，能夠更為快速、高效地完成整定任務(wù)。

8 定值校核模塊。定值校核模塊的出現(xiàn)在很大程度上解決了PFIMS系統(tǒng)的缺陷，在整定計(jì)算模塊對該系統(tǒng)進(jìn)行整定后，各項(xiàng)設(shè)備故障參數(shù)都處于一種特定的運(yùn)行方式，在就需要系統(tǒng)靈敏度和選擇性的準(zhǔn)確，定值校核模塊的存在就可以將這些數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，并且在最快的時(shí)間內(nèi)將設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分類，然后還可以對數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為相關(guān)整定人員減輕了工作壓力，提升了工作效率和準(zhǔn)確性。

9 圖檔管理模塊。（1）PFIMS系統(tǒng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息十分繁瑣，進(jìn)行查找參數(shù)時(shí)十分困難，而圖檔管理模塊解決了這一問題，只要在查詢功能處輸入關(guān)鍵詞組，就可以獲得所需數(shù)據(jù)。（2）自動(dòng)識(shí)別圖檔資料格式，調(diào)用相應(yīng)顯示插件直接在瀏覽器中顯示和編輯。（3）在數(shù)據(jù)資料查詢到以后還會(huì)保留瀏覽記錄，這樣就可以方便日后的檢驗(yàn)工作，也可以打印成檔，方便保存。

10 子站數(shù)據(jù)管理模塊。子站數(shù)據(jù)管理模塊在PFIMS系統(tǒng)中并不是單獨(dú)存在的，是以多種方式收集到數(shù)據(jù)信息，然后通過斷點(diǎn)續(xù)傳的方式實(shí)現(xiàn)其功能。（1）電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在這時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)上就會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)畫面或者語音，同時(shí)還會(huì)對故障點(diǎn)進(jìn)行分析，將故障信息反饋到系統(tǒng)平臺(tái)上。（2）數(shù)據(jù)內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)保存到系統(tǒng)文件夾內(nèi)，然后設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)自動(dòng)調(diào)整，并且以圖形的方式顯示。

結(jié)語

隨著時(shí)代發(fā)展的需要，科學(xué)技術(shù)水平也要時(shí)刻創(chuàng)新，這時(shí)更大覆蓋范圍的電網(wǎng)，更大裝機(jī)容量的電網(wǎng)就會(huì)出現(xiàn)，在新型電網(wǎng)中對于繼電保護(hù)裝置和故障信息管理系統(tǒng)的技術(shù)也在不斷發(fā)展，所以PFIMS系統(tǒng)在電力體制改革大潮中起到十分重要的作用，并在應(yīng)用中不斷完善。

[1]DL400-91，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程[S].

[2]DL/T587-1996，微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理規(guī)程[S].