電網(wǎng)故障錄波信息管理系統(tǒng)組網(wǎng)與應用

摘 要：闡述了建設電網(wǎng)故障錄波信息管理系統(tǒng)的必要性，介紹了此系統(tǒng)在安徽電網(wǎng)組網(wǎng)運行的實施情況以及在組網(wǎng)過程中遇到的難點和解決方案，最后介紹了此系統(tǒng)的主要功能與應用。

關鍵詞：故障錄波；組網(wǎng)；故障測距；故障簡報；調控一體化

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0063-02

引 言

故障錄波信息管理系統(tǒng)（以下簡稱故錄系統(tǒng)）對系統(tǒng)內所有故障錄波器進行在線狀態(tài)監(jiān)視[1]，為故障錄波信息的快速獲取和分析提供了統(tǒng)一的平臺。本文從建設故錄系統(tǒng)的必要性、組網(wǎng)過程與實踐中的難點以及系統(tǒng)的功能和應用方面進行了研究和介紹。

1 建設故錄系統(tǒng)的必要性

1.1 專業(yè)技術上的需求

電網(wǎng)故障時，豐富詳盡的現(xiàn)場實測信息，尤其是故障或非正常狀態(tài)下的信息，無疑具有最重要的價值。而故障錄波器正是完成這一任務的裝置，但是單靠變電站內孤立、單一的錄波器裝置已無法滿足綜合性、復雜性故障的分析要求。

1.2 管理應用上的需求

不管電網(wǎng)在正常運行狀態(tài)下，還是故障狀態(tài)下，如何將站內所有故障錄波器的信息完整、及時準確地上傳到調度端，是最基本的需求。進而對采集的數(shù)據(jù)進行詳細的整理與分析，對系統(tǒng)失穩(wěn)作出提前預判與快速準確地判斷故障性質、故障位置，將為電網(wǎng)及時排除故障、縮小停電范圍等提供有力保障，具有非常大的經(jīng)濟效益和社會效益。另一方面，故錄系統(tǒng)的建設在實現(xiàn)信息遠傳、信息分析與管理的同時，還能有效解決因電網(wǎng)規(guī)?？焖贁U大而使調度、繼電保護專業(yè)人員不足的現(xiàn)實問題。

2 安徽電網(wǎng)故錄系統(tǒng)組網(wǎng)運行實施情況

2.1 故錄系統(tǒng)組網(wǎng)前的運行狀況

在故錄系統(tǒng)組網(wǎng)運行前，故障錄波器裝置均未與主站聯(lián)接，有的只是接入到了故障信息管理機。故障信息管理機能夠實現(xiàn)變電站二次設備綜合數(shù)據(jù)采集、就地存儲和數(shù)據(jù)轉發(fā)等功能[2]，大大提高了信息自動化的水平。因為故障信息系統(tǒng)在功能設計上比較全面，某種程度上替代了故障錄波組網(wǎng)。但事實證明，故障信息系統(tǒng)并不能替代錄波組網(wǎng)，究其原因是其無法滿足錄波器采樣率高、頻繁啟動、文件多大等特性。

2.2 故錄系統(tǒng)組網(wǎng)運行實施情況

安徽電網(wǎng)從2014年開始實施了故障錄波器裝置改造及聯(lián)網(wǎng)接入工程，本系統(tǒng)采用“采集站-地調/省檢分站-中調主站”三級結構。

站端采集利用以太網(wǎng)交換機匯接站內所有錄波裝置，對于無法提供以太網(wǎng)通信接口的裝置，將使用接口轉換器實現(xiàn)轉換接入，匯接交換機最終接至站內調度數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機，從而實現(xiàn)錄波裝置與數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入。

安裝在地調的數(shù)據(jù)通信服務器通過II區(qū)數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)對所有聯(lián)網(wǎng)錄波裝置信息的采集，分析、存儲以及運行工況的監(jiān)視；同時負責將故障錄波數(shù)據(jù)轉發(fā)至省調錄波主站。

系統(tǒng)總體框架及數(shù)據(jù)流向圖如圖1所示。

3 安徽電網(wǎng)故錄系統(tǒng)組網(wǎng)中的難點及對策

3.1 故障錄波器裝置程序缺陷

鑒于早先投運的故障錄波器裝置程序多為單線程版，無法滿足多網(wǎng)絡通信，針對組網(wǎng)接入主站運行的需求對老程序進行了升級，并對升級后的程序進行了測試。但在測試與安裝的過程中仍遇到以下問題：原設計容量過小，尚不能滿足大面積組網(wǎng)；故障錄波裝置程序對操作系統(tǒng)版本兼容性差，經(jīng)常出現(xiàn)宕機；裝置大多是Windows操作系統(tǒng)，而且是全天24h運行，穩(wěn)定性差，經(jīng)常發(fā)生卡死現(xiàn)象。

解決方案：對故錄系統(tǒng)裝置的程序進行升級并將系統(tǒng)改為嵌入式操作系統(tǒng)。

3.2 故錄系統(tǒng)硬件故障率相對較高

相比繼電保護裝置，故錄裝置硬件損壞率較高，因為裝置采用工控機設備，有硬盤等旋轉部件，較易發(fā)生故障；裝置電源、采集板等插件故障率也相對較高。這些硬件故障都會使故錄裝置無法正常運行。

解決方案：近期采用加大故錄系統(tǒng)的巡視維護，在試驗和運行中及早發(fā)現(xiàn)硬件缺陷。長期解決方案為更換為高性能、低功耗的嵌入式設備，徹底解決硬件系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問題。

3.3 故錄系統(tǒng)組網(wǎng)運行通信問題及解決方案

（1）由于故障錄波器裝置可能處于非同一個調度數(shù)據(jù)網(wǎng)，其組網(wǎng)比較難。如線路兩側故錄系統(tǒng)裝置分別處于華東調度數(shù)據(jù)網(wǎng)和安徽省調度數(shù)據(jù)網(wǎng)，其聯(lián)通需在兩側數(shù)據(jù)網(wǎng)的路由器及防火墻等網(wǎng)絡裝置進行多次配置，難度較大。

（2）對于500kV變電站，由于故障錄波器裝置位于不同的保護小室，且與數(shù)據(jù)網(wǎng)屏不在一個保護小室內，其距離較長，超出了網(wǎng)絡線的通信范圍。必須采用光纖連接，并加裝光電轉換裝置。

（3）部分廠家的故障錄波裝置，網(wǎng)口的數(shù)量不夠。自身采集裝置與工控機通信占用一個網(wǎng)口，一平面與二平面的接入各需一個網(wǎng)口，這就要求故障錄波裝置對外至少提供兩個網(wǎng)口，但部分廠家的錄波裝置總共只有兩個網(wǎng)口。必須對硬件進行升級擴展網(wǎng)口，無法升級的適時進行更換。

3.4 故錄系統(tǒng)主站信息的發(fā)布水平較低

由于故錄系統(tǒng)在二區(qū)，而一般調度和保護人員工作在三區(qū)，不可能經(jīng)常到二區(qū)系統(tǒng)去查看錄波信息，這就要求必需對二區(qū)的錄波信息進行整理，在三區(qū)或調度臺進行展示。

解決方案：對錄波信息、跳閘邏輯等進行深入分析與研究，增加智能化的故障簡報窗口彈出功能，實現(xiàn)對線路兩側不同動作信息的分析、對比與合成，并在發(fā)布界面實時彈出與提示，符合人性化的理念。

4 安徽電網(wǎng)故錄系統(tǒng)的功能及應用

4.1 故錄系統(tǒng)子站的功能與應用

故錄系統(tǒng)子站主要用于電網(wǎng)故障記錄與分析，記錄當電力系統(tǒng)中發(fā)生各種擾動。在電網(wǎng)發(fā)生短路、振蕩、頻率波動、電壓崩潰時，能記錄各相關電流、電壓、頻率、有功、無功等電氣量，以及開關量變化的全過程。是為電力系統(tǒng)生產(chǎn)工作人員正確分析故障原因，研究反事故對策，及時處理事故，評價繼電保護和自動裝置動作的正確性等提供可靠原始數(shù)據(jù)的設備。

4.2 故錄系統(tǒng)主站的功能與應用

故錄主站系統(tǒng)是一套跨平臺的，功能完備的分布式錄波信息實時采集、處理、存儲和發(fā)布系統(tǒng)。主要有通信采集、波形分析、故障測距、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理、安全防護、圖形系統(tǒng)等功能，并且實現(xiàn)了在智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)上展示錄波信息和故障簡報的功能，方便了調度和運行人員對錄波信息的查看，實現(xiàn)了調控一體化模式。

5 結 論

故錄系統(tǒng)經(jīng)過改進后的組網(wǎng)與原來分散式網(wǎng)絡相比，具有信息網(wǎng)絡化水平高、實時性強的優(yōu)點。投運以來應用效果良好，在安徽電網(wǎng)發(fā)揮了越來越重要的作用。

調控一體化模式優(yōu)化了調度、變電工作流程，提高日常工作效率，以及電網(wǎng)事故處理效率，全面提升電網(wǎng)安全水平和應急水平。同時也為工作人員綜合素質能力和電網(wǎng)智能化水平提出了更高的要求，為電網(wǎng)智能調度奠定了基礎。

參考文獻

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收稿日期：2018-11-6