浅析电力继电保护故障信息系统的建设

浅析电力继电保护故障信息系统的建设

王云龙

内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电局内蒙古呼和浩特010010

摘要：继电保护故障信息系统的建立，能够给继电保护工程师以及调度人员提供更加全面的电网保护运行信息和故障信息，从而有力地推动继电保护管理以及网络自动化运行化，实现故障信息传输的实时化，继电保护故障信息系统对于电力系统故障快速、准确识别，事故状态下输电网的科学调度具有重要的决策参考作用。有利于帮助调度中心对事故原因的及时分析和处理，从而有效提高电网调度自动化进程，提高故障信息综合运用水平，改善电网巡行可靠性和安全性。

关键词：电力；继电保护；信息系统；安全

1继电保护及故障信息系统功能

1.1电网正常运行时，系统主站要采集录波装置和保护装置的运行数据，能对装置进行诸如采集定值、修改装置参数、停止录波等操作；电网发生故障时，系统主站要自动采集保护装置的动作数据，并及时准确地将故障数据上传给子站。

1.2电网发生故障时，系统要及时分析子站传输的所有故障数据，然后采取相应的保护动作；系统能够根据子站上传的故障数据，采用多种测距算法对故障测距，自动生成故障分析报告（包括故障位置、故障程度、发生时间、故障性质、相关装置动作等信息）；系统能够对历史任何一次电网故障的全过程进行详细的描述。

1.3系统能将故障数据与操作人员共享，确保操作人员在不同的条件下对历史数据进行查询。

1.4系统要具有很好的容错性，能够自动检测子站与主站之间、子站与各级设备之间的通信状况，一旦通信终端，系统会报警给操作人员。

1.5系统具有方便的图形分析能力，能以各种清晰明了的图形向操作人员展示电网的运行状况和故障信息。

2继电保护故障信息系统的构成及应用

2.1继电保护及故障信息系统的总体结构

继电保护及故障信息系统由主站子站系统构成，根据设备现场的实际运用情况和数据的存储位置，系统的构成有以下三种方式：1）分层集中式结构，此时子站系统以数字网络或者是模拟专线的方式连接到主站系统上，主站系统会将子站的各种信息直接传送给上层主站，并不对这些信息进行处理，上层主站接收到这些故障信息后，会对其进行分析和处理，然后按照下层主站系统的要求将处理后的信息传输出去。2）分层分布式结构，此时子站系统以数字网络或者是模拟专线为载体连接到主站系统上，主站系统会直接处理站端信息数据，并且按上级主站系统的要求将处理后的数据传输出去。3）主站分布式结构，此时各子站系统是以数据网络或者是模拟专线为载体连接到主站系统上，一个子站系统可以同时连接到多个主站系统，各主站系统通过电力调度数据网连接到一起。

2.2主站功能及构成

1）采集功能。与子站通信，以收集IED设备的运行、故障、录波，正常运作和干扰数据和其他信息。2）人机界面。由于系统管理的设备较多，采取传统的对话框的设备定位无法满足要求，因此多采用GIS定位模式，使所有的定位全部可以在地理图完成。3）查询统计。通过各种统计和检索系统，以保护设备的运行状态。4）分析。包括防护装备录波文件或干扰数据分析和行动，以保障设备的情况分析。5）管理功能。继电保护故障信息系统主站的功能是通过与子站通信收集IED设备的动作、故障、自检、录波、正常运行及扰动数据等信息，采用GIS定位方式，让所有的定位均可以从地理图上来完成，包括对录波文件或保护设备扰动数据的分析以及对保护设备动作情况的分析等，然后将主站内保护装置接入子站，优先选用网口通信，这样能满足向主站主动传送及调用故障信息的要求，能够满足按用户需要设定不同类型数据，采用不同优先级有序传送的要求，最大限度地将故障信息系统的主站、子站系统间的通信协议协调一致，与FTP文件传输协议有机地结合起来，从而简化了子站系统中的继电保护装置的数据转送给故障信息系统主站的处理。如保护设备台账数据管理。硬件结构包括：数据库服务器，前置采集机，维护和分析工作站工作站。数据库服务器用于存储和管理录波文件，数据和其他干扰，需要保存的所有信息，收购前的单位负责分站，访问防护设备信息通信，维修站的日常维护，如增加防护设备；从设备的各种信息查询，分析和统计分析相关工作人员的工作站。

2.3信息传送要求

信息传送需要满足以下几方面要求。1）要使正常子站主动上送的信息尽可能地减少，仅需要包括指定的状态量信息和装置的告警信息，其他信息可以采取主站调用方式。2）电网出现故障时，要求子站对本次故障简报进行集中上送，扼要报告故障类型、性质、位置，同时提供各动作保护信息以及故障模拟量。3）具有监测高频通道的功能，需要主站侧能够实时对指定高频通道进行遥控监测启动。4）高频通道的监测完成后，子站要报送高频通道的状态是否正常，在子站需要存储高频通道监测过程的录波数据，供主站调用。5）录波数据等大块数据传输，需要支持断点续传功能。

3继电保护故障信息系统在电厂的应用

3.1快速故障分析和处理

当电网发生故障，系统综合分析来自保护、录波器、RTU等信息，实时判断真实故障情况。尤其当因保护、开关等误动、拒动而导致大面积复杂故障发生时，能通过综合分析准确判断现场真实情况。在准确判断的基础上，运用系统具有的专家系统技术（知识库和推理机，专家经验、网络拓扑知识、故障信息等，判断故障设备和故障类型），按照预先设定的规则，对继电保护装置和断路器动作行为进行分析判断，指导调度人员快速处理故障、恢复系统。

3.2专业管理功能

资料管理：在系统中集成台账信息、设备参数管理等二次设备基本信息，集成图纸、说明书、检修记录、缺陷记录等二次设备图档信息的管理功能。二次设备资料应与本系统的资源相关联，并能实现全系统共享。如缺陷检修流程，故障信息系统对异常装置的型号、类型和自动累加的异常运行时间进行统计分析，根据装置的异常信息，自动生成缺陷检修任务，缺陷消除后通过资料管理功能录入消除报告并归档存储。

3.3信息发布与共享

可将经专家系统处理后的事故分析结论采用Web方式发布，送调度台提供事故处理依据，并可通过生产网络将数据库内详细的故障信息送到其它相关调度。结论中应包含故障时间、故障范围、测距结果显示的故障地点、断路器跳闸情况、保护动作情况、故障时所动作的保护及断路器设备安装处模拟量等内容。

4结束语

继电保护故障信息系统的建立，能够给继电保护工程师以及调度人员提供更加全面的电网保护运行信息和故障信息，从而有力地推动继电保护管理以及网络自动化运行化，实现故障信息传输的实时化，将继电保护工作的自动化水平推向新的水平。

参考文献

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