電力繼電保護(hù)故障檢測及維修探析

【摘 要】本文首先闡述了繼電保護(hù)的概述，然后分析了電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和管理模式的內(nèi)容，最后對電力繼電保護(hù)故障檢測及維修的方法進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；故障檢測；維修探析

一、前言

我國繼電保護(hù)故障信息自動化管理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)雖然取得了飛速發(fā)展，但依然存在一些問題和不足需要改進(jìn)，在建設(shè)社會主義和諧社會的新時期，加強(qiáng)繼電保護(hù)故障信息自動化管理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中的，對確保居民的切身利益有著重要意義。

二、繼電保護(hù)的概述

目前，電力電力繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)度自動化電力繼電保護(hù)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，電力網(wǎng)絡(luò)一次電力繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、管理、分析的自動化水平已經(jīng)得到空前的發(fā)展和進(jìn)步。繼電保護(hù)、安全自動裝置和故障錄波器等二次裝置作為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動化電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的智能終端裝置，其本身的信息化、智能化水平也很高，但從調(diào)度運(yùn)行管理的角度講，對于二次裝置的設(shè)備管理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、動作定值整定、以及對二次裝置所記錄的電網(wǎng)異?；蚬收闲畔⒌木C合有效運(yùn)用分析等，仍然普遍處于較低的自動化水平，無法滿足調(diào)度運(yùn)行管理自動化的要求。

三、電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和管理模式

現(xiàn)在我國在繼電保護(hù)故障電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用并不是全國統(tǒng)一，根據(jù)每個省自己的情況，都有各自不同的組網(wǎng)方案以及電力繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部裝置設(shè)置，規(guī)范表現(xiàn)出差異性，通常，電力繼電保護(hù)系統(tǒng)由設(shè)在電網(wǎng)調(diào)度中心的主站、設(shè)在超高壓局和直管電廠、電業(yè)局的分站及設(shè)在變電站、發(fā)電廠的子站通過電力電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)組成。各個網(wǎng)省公司根據(jù)自身電網(wǎng)管理的特點(diǎn)確定電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的具體組成結(jié)構(gòu)，目前應(yīng)用的電力繼電保護(hù)系統(tǒng)主要有以下幾種模式。

1、主站/分站/子站三級管理模式

目前故障信息電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中最復(fù)雜的一種。在500kV變電站中，500kV部分的信息直接上送至主站，220kV及以下部分的信息可以上送至各級分站，也可以上送至主站。主站則根據(jù)實(shí)際情況，可以從各級分站調(diào)取需要的信息。電壓超過220kv，信息傳遞的方式是由上到達(dá)每級分站，同時，各級分站信息是主站控制的。此模式有多個層次，管理更細(xì)致，不過，完全實(shí)現(xiàn)循環(huán)是很龐大的一項工程，所以，也要耐心逐層完成建設(shè)，很難一步到位。

2、主站/分站獨(dú)立的三級管理模式

此模式與前一種模式的區(qū)別在于子站端留有向主站、分站上送全部信息的接口，主站、分站端根據(jù)需要選擇子站上送的信息，但分站和主站之間沒有信息的交互。這種模式在主站、分站管理信息的內(nèi)容上有所差別，但從功能界定上沒有明顯的區(qū)分。這種模式主站、分站、子站的信息流向相對簡單，因此從實(shí)施的難易程度上較前一種模式要容易。

3、主站/子站二級管理模式

電力繼電保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成有兩部分，一個是主站調(diào)度端，另一個是廠站的子站。屬于二級管理模式。此模式在信息量的傳遞上較少，這是由于電力繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，這對減少網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行工作量有一定好處，這種模式在小規(guī)模電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中以及在科研階段的工作中應(yīng)用較廣，或較大規(guī)模電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的初期建設(shè)時，但只能滿足初期需求，一般，會采用三級管理模式運(yùn)用到較大規(guī)模的工作。

四、電力繼電保護(hù)故障檢測及維修的方法

1.為了確保電網(wǎng)故障時故障數(shù)據(jù)自動上傳的時效性、準(zhǔn)確性

中心站與變電站之間傳輸通道最好是數(shù)據(jù)網(wǎng)通道。在不具備數(shù)據(jù)網(wǎng)而用微波電話傳輸時，要求通訊軟件具有很強(qiáng)的容錯能力，否則難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障時故障數(shù)據(jù)的自動上傳，中心站向下訪問也容易受阻，大大影響了對電網(wǎng)故障的判斷、處理。

2.變電站端電力繼電保護(hù)系統(tǒng)連接保護(hù)及錄波設(shè)備后

抗干擾問題應(yīng)予以高度重視。保護(hù)和錄波裝置連接的規(guī)約轉(zhuǎn)換盒應(yīng)是有源設(shè)備，以提高其抗干擾能力。從保護(hù)串口到變電站管理屏的整個回路（包括規(guī)約轉(zhuǎn)換盒、雙絞線、串口轉(zhuǎn)換及擴(kuò)展MOXA卡）的抗干擾能力都應(yīng)滿足抗干擾的要求。

3.故障信息自動化管理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)

建設(shè)時應(yīng)同時建立起變電站二次設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫由變電站端電力繼電保護(hù)系統(tǒng)填寫和修改，與變電站主接線圖、二次設(shè)備分布圖的繪制相結(jié)合，一次完成。調(diào)度端中心站可以調(diào)用該數(shù)據(jù)庫并可實(shí)現(xiàn)所有聯(lián)網(wǎng)變電站二次設(shè)備參數(shù)的查詢、統(tǒng)計等管理功能。

4.變電站管理機(jī)

不僅要實(shí)現(xiàn)對連接設(shè)備的訪問，而且要進(jìn)行智能管理。如對設(shè)備的定值、定值區(qū)號、開入量、連接情況等進(jìn)行監(jiān)視，記錄其變更時間及變更內(nèi)容，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級別進(jìn)行相應(yīng)處理。

5.變電站端與保護(hù)和錄波裝置

通訊的管理軟件時序配合上應(yīng)合理，應(yīng)能確保與設(shè)備連接暢通，否則變電站管理屏經(jīng)常出現(xiàn)與設(shè)備連接不上的現(xiàn)象。

6.中心站

對變電站端設(shè)備的訪問不能僅通過一臺通訊主機(jī)進(jìn)行，MIS網(wǎng)上已被授權(quán)的其它終端應(yīng)能通過該機(jī)訪問變電站設(shè)備。

7.子站實(shí)現(xiàn)安全的前置隔離

（一）、單CPU裝置通過軟件模塊隔離實(shí)現(xiàn)模塊級隔離該模式的特點(diǎn)是，主站的命令不能穿透子站直接對IED進(jìn)行操作或形成直接的信息鏈路，達(dá)到隔離主站的操作與變電站IED的信息采集的目的。

（二）、單裝置雙CPU板結(jié)構(gòu)板級隔離，其中一塊稱為數(shù)據(jù)采集板負(fù)責(zé)IED采集，并通過繼電保護(hù)故障信息自動化管理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中的。單向以太傳輸方式將信息寫入數(shù)據(jù)區(qū)，信息流為單向傳輸，另一塊稱為數(shù)據(jù)采集板負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)區(qū)。信息巡檢主動上送并接受主站訪問其設(shè)計思想，同軟件隔離，但在電路上實(shí)現(xiàn)了信息單向流行。本方案增加了一定的成本，適用于接入裝置為中大規(guī)模的情況。由于雙CPU子站實(shí)現(xiàn)主站與子站下接的保護(hù)裝置的物理隔離是保證電網(wǎng)安全防范體系的一個較高安全性能的設(shè)計，鑒于繼電保護(hù)故障信息處理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)安全的重要性，本方案選擇單裝置雙CPU板結(jié)構(gòu)板級隔離。

8.電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制

機(jī)密文件和數(shù)據(jù)庫以及從內(nèi)部發(fā)起的對計算機(jī)電力繼電保護(hù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的惡意攻擊的犯罪行為，為保證電力繼電保護(hù)系統(tǒng)資源和信息的免遭破壞，必須采取一系列安全機(jī)制以確保電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全。

（一）用戶安全管理機(jī)制

繼電保護(hù)故障信息處理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)提供一套嚴(yán)格的電力繼電保護(hù)系統(tǒng)，用戶安全管理機(jī)制在數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)確認(rèn)等多個層次上設(shè)立用戶級的授權(quán)機(jī)制。不同權(quán)限的用戶所能訪問的信息有嚴(yán)格的限制，從而保證信息的安全保證電力繼電保護(hù)系統(tǒng)不受人為因素的影響。用戶每次進(jìn)入電力繼電保護(hù)系統(tǒng)時，必須進(jìn)行登陸，向電力繼電保護(hù)系統(tǒng)提供自己的身份證明，只有身份合法的用戶才可能對電力繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行權(quán)限允許范圍內(nèi)的操作登陸用戶。

（二）、信息加密

由于TCPIP在當(dāng)初設(shè)計時沒有考慮安全性，因此任何基于TCPIP的應(yīng)用都必須解決安

全問題。SSL安全通信協(xié)議securesocketlayer安全套接層是一種構(gòu)建在TCP協(xié)議之上，保證數(shù)據(jù)傳輸中的完整性和保密性的協(xié)議，其處于TCP協(xié)議與上層應(yīng)用協(xié)議之間SSL協(xié)議，采用數(shù)據(jù)加密身份認(rèn)證等安全技術(shù)能夠抵抗監(jiān)聽和中間人截取再拼接等攻擊，所以目前大多數(shù)Web服務(wù)器和瀏覽器IE都支持SSL協(xié)議。

9、電力繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)采取的策略

力求讓故障信息電力繼電保護(hù)系統(tǒng)可以盡最大效用發(fā)揮在保護(hù)電力電力繼電保護(hù)系統(tǒng)，提供穩(wěn)定性服務(wù)等功能上，電力繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展著實(shí)要依據(jù)下列策略。（1）對國內(nèi)外技術(shù)的發(fā)展情況保持高度關(guān)注，制定國內(nèi)應(yīng)用規(guī)范，為國內(nèi)工作開展做好理論準(zhǔn)備。（2）對國際上應(yīng)用較好的技術(shù)經(jīng)驗進(jìn)行合理分析借鑒，進(jìn)而對國內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行性能開發(fā)，調(diào)控價格，檢測安全性，使得國內(nèi)擁有自主化產(chǎn)權(quán)的相關(guān)產(chǎn)品。（3）隨著科技進(jìn)步，電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能肯定會更加開放更加標(biāo)準(zhǔn)，隨之也會帶來安全隱患，需有相關(guān)方面的關(guān)注。（4）通信規(guī)約繼續(xù)保持“標(biāo)準(zhǔn)化”“通用化”的目標(biāo)方向，支持通信結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化。（5）有關(guān)保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家要設(shè)計既能與監(jiān)控電力繼電保護(hù)系統(tǒng)通信又能與故障通信的成熟的保護(hù)通信管理機(jī)。（6）運(yùn)行穩(wěn)定性，提升對干擾因素的免疫力。

五、結(jié)束語

通過對新時期下，繼電保護(hù)故障信息自動化管理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中存在的問題分析，進(jìn)一步明確了繼電保護(hù)故障信息自動化管理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中的的方向，為繼電保護(hù)故障信息自動化管理電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中的的優(yōu)化完善奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)，有助于提高繼電保護(hù)的功能。

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