智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)

汪希偉，李 超，郭啟偉，孫 巖

(國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)

汪希偉，李 超，郭啟偉，孫 巖

(國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

隨著智能電網(wǎng)建設以及繼電保護設備智能化程度的不斷提高，繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷相關研究已經(jīng)取得進展。介紹了智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的總體設計方案及功能模塊定義。該方案在投運的智能變電站進行了工程化應用，提高了智能變電站繼電保護的運維和檢修水平。

智能變電站；繼電保護；狀態(tài)監(jiān)測；故障診斷

0 引言

近年來，智能變電站的廣泛建設以及計算機技術和通信技術的發(fā)展，為繼電保護系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷提供了良好的基礎條件?；贗EC-61850標準的智能變電站“三層兩網(wǎng)”結構體系，將常規(guī)變電站中傳統(tǒng)的不可在線監(jiān)測的二次電纜變成了可在線監(jiān)測的光纖網(wǎng)絡。同時，基于該標準的IED(Intelligent Electronic Device，智能電子設備)設備(繼電保護、合并單元、智能終端、安全自動裝置、交換機)模型構建，使得對保護裝置、合并單元、智能終端、安全自動裝置及交換機關鍵信息的監(jiān)視能力越來越強，為智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷提供了良好基礎。下面介紹了智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的設計方案，該系統(tǒng)由長園深瑞繼保自動化有限公司研制，并在某500 kV智能變電站中實現(xiàn)了工程應用。

1 繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)

1.1 功能定位

智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)可實現(xiàn)繼電保護SCD(Substation Configuration Description，系統(tǒng)配置描述)模型文件管理、狀態(tài)監(jiān)測、二次系統(tǒng)可視化和智能診斷功能。信息采集范圍涵蓋合并單元、保護裝置、智能終端、安全自動裝置、過程層交換機、站控層交換機及構成保護系統(tǒng)的二次連接回路。

該系統(tǒng)基于SCD文件，以直觀的方式將智能變電站保護系統(tǒng)的運行狀況反饋給變電站運維人員和繼電保護專業(yè)檢修人員，為智能變電站二次系統(tǒng)的日常運維、檢修、異常處理及電網(wǎng)事故智能分析提供決策依據(jù)。

1.2 體系構架

該智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的邏輯結構如圖1所示。

該智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)由部署在變電站端的繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷裝置和部署在調度端主站系統(tǒng)的繼電保護狀態(tài)監(jiān)測模塊共同完成。

變電站端的繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷裝置，由數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)處理單元組成。數(shù)據(jù)采集單元通過過程層網(wǎng)絡獲取過程層設備數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)管理單元從數(shù)據(jù)采集單元和站控層網(wǎng)絡獲取數(shù)據(jù)并進行分析處理，實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷功能，并將診斷信息上送至調度端。

調度端的繼電保護狀態(tài)監(jiān)測模塊集成于調度端主站軟件系統(tǒng)，作為一個獨立的功能模塊。

1.3 功能實現(xiàn)

1.3.1 繼電保護SCD模型文件管理

該系統(tǒng)通過全站SCD模型文件獲取過程層虛回路與軟壓板邏輯關系描述、調度命名和一二次關聯(lián)關系、二次回路虛端子連接、通信參數(shù)、二次回路狀態(tài)監(jiān)測信息、過程層網(wǎng)絡拓撲配置等信息。當繼電保護SCD模型文件變更后，數(shù)據(jù)管理單元通過裝置過程層虛端子配置CRC(Cyclic Redundancy Check，循環(huán)冗余校驗)與繼電保護SCD模型文件相應CRC進行在線比對，實現(xiàn)SCD變更提示，并界定SCD變更產生的影響范圍，將影響范圍定位到IED。

圖1 智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)邏輯結構

1.3.2 繼電保護及二次回路狀態(tài)監(jiān)測

該系統(tǒng)接收合并單元、智能終端、保護裝置、交換機上送的信息，并進行分類管理、存儲；通過直接采集過程層網(wǎng)絡報文，對網(wǎng)絡通信狀態(tài)進行實時監(jiān)視與分析。

1.3.3 繼電保護故障智能診斷

(1) 監(jiān)測預警。根據(jù)裝置的硬件級告警信息、監(jiān)測信息及其他巡檢信息對裝置硬件的運行狀態(tài)進行評估，并根據(jù)監(jiān)測信息的統(tǒng)計變化趨勢進行故障預警。用于監(jiān)測預警的裝置硬件級信息包括：

① 裝置溫度；

② 裝置電源電壓；

③ 裝置過程層端口發(fā)送／接收光強和光纖縱聯(lián)通道光強；

④ 裝置差流。

(2) 故障定位。根據(jù)監(jiān)測信息實現(xiàn)裝置硬件異常的故障定位。用于故障定位的監(jiān)測信息包括：

① 裝置光纖接口監(jiān)測信息；

② 裝置鏈路異常告警信息；

③ 裝置報文。

(3) 繼電保護系統(tǒng)可視化。變電站端實現(xiàn)交流回路、跳閘回路、合閘回路、失靈啟動回路、閉鎖回路、軟壓板狀態(tài)及功能描述的圖形化顯示。調度端實現(xiàn)保護裝置內部動作邏輯、動作時序、故障量及保護定值的圖形化顯示。

2 工程應用

在2016年投運的某500 kV變電站中，投運了智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)架構如圖2所示。

圖2 繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)

繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的實施流程如下：

(1) 通過配置工具導入全站SCD文件，將在線監(jiān)測信息提取、錄入數(shù)據(jù)庫，建立繼電保護狀態(tài)監(jiān)測模型；

(2) 通過畫圖工具繪制變電站主接線圖、保護裝置屏柜運行圖、保護裝置詳細運行信息圖、裝置網(wǎng)絡鏈路圖、虛端子圖和網(wǎng)絡拓撲圖；

(3) 通過過程層交換機接收保護裝置、智能終端、合并單元和交換機的監(jiān)測信息；

(4) 通過站控層交換機接收裝置的遙信量、遙測量以及MMS(制造報文規(guī)范)報告；

(5) 通過配置典型操作票和二次工作安全措施票，實現(xiàn)對裝置檢修操作正確性和對隔離措施實施結果的確認。電保護信息遠程在線化支持，解決“電網(wǎng)發(fā)展增速、人員提質增效”要求與現(xiàn)實的矛盾，具有重要意義。

1 文繼鋒，盛海華，周 強，等．智能變電站繼電保護在線監(jiān)測系統(tǒng)設計與應用[J]．江蘇電機工程，2015，34(1)：21-24.

3 結束語

智能變電站繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)項目的開展，最大限度提高了保護設備的利用率，有效減少了設備停電時間，降低了繼電保護“三誤”事故發(fā)生的概率，提高了變電站繼電保護系統(tǒng)的運行可靠性，保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行；對實現(xiàn)繼

國網(wǎng)公司要求全面做好2017年防汛工作

2017-03-24，國家電網(wǎng)公司印發(fā)《關于全面做好2017年防汛工作的通知》，要求各分部、各省(自治區(qū)、直轄市)電力公司、相關直屬單位全面做好2017年防汛工作，確保汛期電力設施的運行安全。

今年，我國氣候形勢復雜，氣候狀況總體偏差，極端氣象水文事件可能多發(fā)，區(qū)域性暴雨洪水可能重發(fā)，防汛工作形勢嚴峻。公司提出，2017年防汛工作總體目標是，確保水電廠及大壩不垮壩、不漫壩、不水淹廠房；確保換流站、重要變電站和輸電設施安全度汛；確保不發(fā)生涉水觸電人身傷亡和搶險救災過程中的人身傷亡。

各單位要堅持“安全第一、常抓不懈、預防為主、全力搶險”原則，全面加強組織領導，健全防汛組織體系，落實企業(yè)主要行政負責人為核心的各級防汛工作負責制，做到組織到位、管理到位、責任到位、措施到位，推進防汛工作扎實開展，確保電力設施安全度汛及全年防汛工作順利完成。

公司提出，積極推動防汛工作向系統(tǒng)化、專業(yè)化、規(guī)范化、常態(tài)化轉變，將防汛工作與運檢、營銷、建設等專業(yè)管理有機結合，進一步加強防汛相關規(guī)程、標準、制度等建設。各單位要結合政府防汛部門年度防汛工作方案，制定針對性的電力設施應急預案；提早做好防汛應急物資儲備，配足必要的搶修設備、備品配件等防汛搶險物資，大力提升電力設施技防水平；加大防汛物資儲備，積極推進“大云物移”等現(xiàn)代技術應用，提高監(jiān)測預警能力，進一步提升防汛減災能力。

4月20日前，各單位要對發(fā)輸變配電設施、水電廠及大壩、在建工程等進行一次全面的防汛自查，重點檢查水電廠、在建工程及水毀頻率高的電力設施度汛安全隱患，往年防汛隱患整治情況、應急預案的修訂完善情況及防汛物資補充更新情況等。針對防汛檢查出的問題和隱患，要抓緊制定治理方案及措施，汛前務必完成，保證安全度汛。

（來源：國家電網(wǎng)報 2017-03-31）

2016-07-11；

2016-11-02。

汪希偉(1981—)，男，工程師，主要從事繼電保護工作，email：276964876@qq.com。

李 超(1981—)，男，工程師，主要從事繼電保護工作。

郭啟偉(1985—)，男，工程師，主要從事繼電保護工作。

孫 巖(1992—)，男，工程師，主要從事繼電保護工作。