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      關(guān)于電力系統(tǒng)繼電保護的故障信息系統(tǒng)研究

      2015-04-07 15:47:30張露陽
      四川水泥 2015年3期
      關(guān)鍵詞:子站主站繼電保護

      張露陽

      (西華大學 610039)

      關(guān)于電力系統(tǒng)繼電保護的故障信息系統(tǒng)研究

      張露陽

      (西華大學 610039)

      電力系統(tǒng)的自動化和信息化水平越來越高,不過防范電力系統(tǒng)事故以及阻止事故的蔓延一直是一個重大而難以解決的課題。本文討論了研發(fā)電網(wǎng)繼電保護故障信息系統(tǒng)的必要性,分析了電力系統(tǒng)繼電保護故障信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,并介紹了電網(wǎng)繼電保護故障信息系統(tǒng)的應用。

      電力系統(tǒng) 繼電保護 故障信息系統(tǒng)

      一、研發(fā)電網(wǎng)繼電保護故障信息系統(tǒng)的必要性

      現(xiàn)在的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)錯綜復雜,各地域聯(lián)網(wǎng)、全國聯(lián)網(wǎng),配電網(wǎng)變電站綜合自動化技術(shù)迅速發(fā)展,各種生產(chǎn)調(diào)度的數(shù)據(jù)信息都可以實現(xiàn)完全自動化,調(diào)度系統(tǒng)、遠動通信相結(jié)合可以使得變電站“無人值守”。然而,多數(shù)自動化系統(tǒng)側(cè)重于記錄監(jiān)控信息,對于繼電保護設備的“故障”相關(guān)信息通常需要在保護工程師站進行監(jiān)測。部分系統(tǒng)可以進行定值修改和故障信息查詢,不過功能不夠完善,不能實現(xiàn)自動化管理,與故障相關(guān)的信息不能及時用于事故的分析排除。隨著自動化系統(tǒng)的逐步增多,電網(wǎng)發(fā)生故障時,如果只有SCADA系統(tǒng)的保護信息和開關(guān)變位信息,調(diào)度人員就無法及時準確地判斷故障,也不能正確應對,特別是出現(xiàn)大面積復雜故障時,有可能使電網(wǎng)故障進一步擴大,甚至發(fā)生大面積停電。所以,怎樣在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,及時準確地將故障相關(guān)信息傳送給調(diào)度人員,以便其排除故障,恢復系統(tǒng),并且也可以為繼電保護人員提供有效的繼電保護設備動作分析工具,就亟需設計一個繼電保護故障信息系統(tǒng)解決此類問題,故障信息系統(tǒng)需要具有繼電保護、故障錄波、信息采集、分析、管理等相關(guān)功能。故障信息系統(tǒng)的設計使用,在技術(shù)和管理方面都將對電網(wǎng)起到重要作用。

      二、電力系統(tǒng)繼電保護故障信息系統(tǒng)的建構(gòu)分析

      故障信息系統(tǒng)是按照分層分布的結(jié)構(gòu)模式,利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)設計建立的綜合信息系統(tǒng)。故障信息系統(tǒng)基于TCP/IP協(xié)議,應用于不同電網(wǎng),通過IEC60870-5-103規(guī)約實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,其組成結(jié)構(gòu)是由調(diào)度端主站、廠站端子站及電力系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡三部分構(gòu)成。調(diào)度端(主站)完成數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控,并可進行故障信息處理、分析;廠站端(子站)用于站內(nèi)二次裝置的接入和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。在廠站端,系統(tǒng)實現(xiàn)站內(nèi)裝置的接入和管理,數(shù)據(jù)采集,傳送到調(diào)度端,將信息進行分析處理,并以此為基礎實現(xiàn)其他高級應用功能。

      1.設計原則

      故障信息系統(tǒng)主要用于采集子站裝置的定值、正常狀態(tài)數(shù)據(jù)、告警時的數(shù)據(jù)、故障相關(guān)信息。設計可靠的故障信息系統(tǒng),需要滿足一定的要求,需要遵循一定的原則。(1)故障信息系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)信息需要及時準確地傳輸?shù)街髡?,并能反應故障情況,可用于處理分析故障。(2)故障信息系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控繼電保護設備和故障錄波器,及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)處于異常運行狀態(tài),也能夠保存繼電保護定值、保護投退等信息,以便于實時監(jiān)控電網(wǎng)和錄波器的運行狀況,減少繼保設備的異常運行時間,為實現(xiàn)自動化管理打下了堅實的基礎。

      2.架構(gòu)分析

      繼電保護故障信息系統(tǒng)按照物理層次分為設備層、子站層和主站層。設備層在發(fā)電廠里面,含有微機保護、故障錄波器和CPS等設備。子站層用于管理和檢測所在變電站設備,實現(xiàn)子站裝置的數(shù)據(jù)采集處理功能,并進行簡單的分析,然后上傳。主站層在調(diào)度單位,對下一級變電站的數(shù)據(jù)進行分析處理,并發(fā)布各項指令。從整體上考慮,故障信息系統(tǒng)的主站應該設置在省調(diào),分站設置在地調(diào),子站設置在變電站、發(fā)電廠,并以電力通訊網(wǎng)相連。子站可分為集中式和分布式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),單一子站的故障不應破壞整個系統(tǒng)的平衡。

      3.功能模塊

      繼電保護故障信息系統(tǒng)的硬件包括數(shù)據(jù)服務器、Web服務器、通信服務器以及工程師工作站等構(gòu)成信息主站的部分,以及變電站二次設備、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、管理機、串口轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成信息子站的部分。信息主站的模塊包括設備控制模塊、通信模塊、故障信息分析模塊、故障信息管理模塊,信息子站的軟件模塊包括主程序模塊、人機交互模塊。常用的功能包括通信管理功能、保護管理功能、故障報告整理功能、錄波管理功能、故障報告整理功能、圖形及系統(tǒng)監(jiān)控功能、告警管理功能、GPS對時功能、數(shù)據(jù)庫管理功能以及歷史記錄、查詢和報表等。

      三、電網(wǎng)繼電保護故障信息系統(tǒng)的應用分析

      某電網(wǎng)公司按照“分級調(diào)度,各負其責,協(xié)調(diào)配合,共同維護”的方針,故障信息系統(tǒng)采取主站省調(diào)監(jiān)控、分站地調(diào)監(jiān)控、子站廠站監(jiān)控的結(jié)構(gòu)層次。地調(diào)保護分站也可以稱之為主站,所以故障信息系統(tǒng)可分為主站、子站兩部分,子站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為集中式和分布式,其中集中式主要用于小型變電站,分布式用于大型廠站端,子站利用電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上傳所需的信息給主站。

      該電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)成功實現(xiàn)如下功能:(1)地理信息與圖形監(jiān)控功能。能夠?qū)崿F(xiàn)公司電網(wǎng)的圖形化管理,根據(jù)GPS顯示公司電網(wǎng)220及以上的廠站地理分布,通過圖形的形式顯示一次側(cè)、二次側(cè)設備的運行狀況。圖形界面含有:告警信息、接線圖、主站子站的通信狀態(tài)圖等等,用戶能夠進行定值的查詢等功能。(2)實時分析。能夠?qū)崟r分析處理獲取到的各方面信息,告知并提醒用戶;用戶自定義窗口的相關(guān)屬性;用戶可查詢各地的實時保護設備的相關(guān)信息以及其他想得到的信息。(3)分析查詢故障信息。具有智能故障分析和故障簡報查詢功能,通過收集故障線路兩側(cè)繼電保護裝置動作信息,形成事件,手機錄波器裝置錄波信息,將上傳較全且動作正確的事件自動歸檔,保護動作信息及錄波裝置信息不全的為未確認歸檔,等待用戶人工分析,并確認歸檔,歸檔的數(shù)據(jù)單獨保存,只有手動操作才能刪除,避免數(shù)據(jù)庫因存放時間過長由系統(tǒng)刪除。

      結(jié)語

      構(gòu)建和應用故障信息系統(tǒng),為準確分析、及時處理電力系統(tǒng)故障提供了重要的手段和依據(jù),也為以后對繼電保護動作行為進行智能化分析和仿真打下了基礎。故障信息系統(tǒng)設計規(guī)模將會逐步增大,隨著使用經(jīng)驗的積累,新技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和進步,故障信息系統(tǒng)會逐步得到完善,更有利提升調(diào)度單位的故障處理能力,提高繼電保護工作的自動化水平,為電力系統(tǒng)的安全可靠運行做出貢獻。

      [1]李七鑫.山西電網(wǎng)繼電保護故障信息系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].華北電力大學,2013.

      [2]王振樹.電力系統(tǒng)繼電保護及故障信息子站系統(tǒng)的方案設計[J].繼電器,2006.

      [2]馮管印.繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)在深圳電網(wǎng)的應用研究[J].電氣應用,2010年17期

      F407

      B

      1007-6344(2015)03-0011-01

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