電力系統(tǒng)繼電保護故障信息采集及處理

電力系統(tǒng)繼電保護故障信息采集及處理摘要：繼電保護和故障診斷是電力系統(tǒng)安全運行的重要保障之一。本文以國投湄洲灣煤炭碼頭一期供電電網(wǎng)為參考介紹繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能和系統(tǒng)特點。它是對各個變電所中的保護信息進行采集，并通過各種通訊手段遠傳到各調(diào)度中心，在調(diào)度中心中將這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和計算，使之成為能夠分析故障、指導(dǎo)生產(chǎn)和今后規(guī)劃的一個保護信息的綜合處理系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：繼電保護；故障診斷；處理系統(tǒng)1刖言變電站內(nèi)各種微機繼電保護及安全自動裝置、行波測距裝置、故障錄波器等設(shè)備所產(chǎn)生的大量信息卻缺乏統(tǒng)一有效的管理，繼電保護信息的監(jiān)控、系統(tǒng)故障及保護動作行為的分析和管理的自動化水平顯得相對滯后。建立繼電保護信息管理網(wǎng)絡(luò)，按照業(yè)務(wù)劃分組織和應(yīng)用數(shù)據(jù)，為事故分析和處理提供依據(jù)，提高繼電保護運行管理的自動化水平就顯得尤為重要。國投湄洲灣煤炭碼頭一期繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)主要由集控站主站系統(tǒng)和各級變電站端的子站系統(tǒng)通過電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成。其目的在于為控制中心端監(jiān)視、控制、管理變電站內(nèi)的智能裝置，并綜合利用這些信息的技術(shù)手段，使智能裝置的運行管理水平與調(diào)度系統(tǒng)信息化、自動化的發(fā)展水平相適應(yīng)。它能在正常運行和電網(wǎng)故障時，采集、處理各種智能裝置信息，并充分利用這些信息，為繼電保護運行、管理服務(wù)，為實現(xiàn)繼電保護裝置狀態(tài)檢修提供前提條件，為分析、處理電網(wǎng)故障提供支持。繼電保護故障信息采集及處理系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后將完整的保護裝置動作報告和錄波報告迅速傳送到省調(diào)及相關(guān)繼電保護部門，使所有運行人員能及時、準確地掌握電網(wǎng)的故障情況，提高事故的分析處理水平。繼電保護故障信息處理系統(tǒng)，是一個繼電保護運行、管理的技術(shù)支持系統(tǒng)，同時又是一個電網(wǎng)故障時的信息支持、輔助分析和決策系統(tǒng)，包括運行于各級調(diào)度的主站系統(tǒng)和運行于變電站的子站系統(tǒng)。2系統(tǒng)組成2.1主站系統(tǒng)主站系統(tǒng)通常由服務(wù)器、磁盤陣列、工作站、交換機和單向隔離裝置組成。通過對子站用網(wǎng)絡(luò)、專線傳送來的信息進行加工、處理、分析、顯示和存儲，為調(diào)度員事故處理及電網(wǎng)的安全分析、繼電保護動作行為分析提供決策依據(jù)；并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)全局范圍的故障診斷、測距、波形分析、歷史查詢、保護動作統(tǒng)計分析。2.2子站系統(tǒng)子站系統(tǒng)主要負責信息采集、處理、存儲及轉(zhuǎn)發(fā)，以提供調(diào)度中心對數(shù)據(jù)分析的原始數(shù)據(jù)和事件記錄量。同時提供站內(nèi)設(shè)備巡檢與系統(tǒng)自檢、數(shù)據(jù)查詢與檢索、信息在線分析、監(jiān)視主畫面、圖形與參數(shù)維護、站內(nèi)設(shè)備對時、用戶權(quán)限日志管理等功能。每個子站在體系上可分為：站控層、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備和間隔層。每個子站可以選擇配置保護工程師站，安裝有保護監(jiān)視、管理、故障分析軟件。保護管理機通過以太網(wǎng)方式與主站相連。通過報文和硬接點相結(jié)合的對時方式，可以使站內(nèi)所有裝置的時鐘精確到毫秒級。3系統(tǒng)功能3.1故障信息的及時、準確處理功能（1） 變電站管理機能自動完成對本站所連接的保護和錄波裝置的正常查詢、動作報告和自檢報告的自動搜集和分析處理，當分析到有保護跳閘報告時能自動撥號將報告上傳至中心站，并在管理機上就地顯示，實現(xiàn)了對所有連接裝置動作信息的自動管理，提高了故障處理的自動化水平。（2） 管理屏的GPS裝置可以精確地同步各裝置的時鐘，極大地提高了系統(tǒng)故障分析的準確性，消除了因時鐘的影響而造成事故分析不便的隱患。（3） 通過系統(tǒng)通訊，繼電保護各級管理部門在系統(tǒng)發(fā)生故障時可以及時、準確取得有關(guān)數(shù)據(jù)，縮短了處理故障的時間。（4） 中心站后臺軟件具有完善的分析工具對上傳的數(shù)據(jù)進行分析，如故障測距、波形分析等。故障測距提供了多種算法，為故障點的查找?guī)砗艽蠓奖?。雙端測距算法的實現(xiàn)，大大提高了故障測距的精確度，這也正是本系統(tǒng)實現(xiàn)的最有效、實用的故障處理。3.2運行設(shè)備的遠方監(jiān)控和維護功能變電站定時對連接裝置進行巡檢，一旦裝置有自檢異常報告，自動收集并保存，同時可以就地顯示或聲響等方式提醒運行人員。管理機每天自動調(diào)取一次各裝置定值，也可遠方操作隨時調(diào)取裝置定值?？勺詣佑涗浗尤胱冸娬竟芾砥恋拈_關(guān)變位情況并給出變位信息和提示。在中心站可以遠方調(diào)取各連接裝置的實時采樣數(shù)據(jù)及波形、裝置自檢報告等，監(jiān)視裝置的運行狀況。對錄波裝置，還可以實現(xiàn)遠方啟動錄波的功能。3.3故障信息管理、統(tǒng)計功能中心站服務(wù)器管理系統(tǒng)的設(shè)計基于Browser/Server模式，采用滿足國際技術(shù)標準的通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)庫環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理功能。接入本系統(tǒng)的所有裝置的動作信息、自檢信息及錄波數(shù)據(jù)都記錄在數(shù)據(jù)庫中，可以方便地進行不同條件的查詢和統(tǒng)計，同時，要求該軟件具備查詢或統(tǒng)計后相應(yīng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存、備份、刪除等功能。3.4圖形功能中心站通訊機可顯示國投湄洲灣煤炭碼頭一期供電電網(wǎng)地理接線圖，通過點擊地理接線圖中任一變電站可調(diào)出該變電站的主接線圖及保護、錄波裝置的配置圖，點擊任一裝置即可調(diào)出該裝置的歷史數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)發(fā)生故障，有報告?zhèn)鞯街行恼緯r，變電站主接線圖中有明顯標志自動顯示故障報告的存在。4使用情況4.1連接裝置裝置連接過程中，LFP-900系列保護和YS-8A錄波器比較容易接入，后臺接收的信息也與裝置本體差不多，但對于早期投產(chǎn)的微機型裝置，如WXB-11線路保護、WBZ-03/04變壓器保護及WDS-2B錄波器，如果進行組網(wǎng)，必須對設(shè)備進行升級。WXB-11需升級為WXB-11C型，WBZ-03/04變壓器保護，原裝置的運行程序沒有聯(lián)網(wǎng)功能，需要對程序進行修改，而WDS-2B錄波器需升級為WDS-2E型。對于這些裝置的聯(lián)網(wǎng)，需要做的工作很多，但聯(lián)網(wǎng)后調(diào)取的信息非常有限，上傳報告的內(nèi)容比裝置本體打印的內(nèi)容少得多，運行中還存在許多問題，如WXB-11C/15保護，只能調(diào)取兩個周波的故障波形，運行中經(jīng)常出現(xiàn)無法與變電站管理屏通訊的情況，原因是保護裝置的打印機卡紙，卡紙時保護串口不進行通訊；WBZ-03/04保護組網(wǎng)后，WBZ-03裝置不能調(diào)取定值，WBZ-04裝置調(diào)取的定值有一項錯誤。4.2系統(tǒng)特點（1） 保護及錄波裝置的動作、自檢報告在變電站端經(jīng)過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后，文件體積比較小，傳輸速率較高，同時，通訊模塊軟件支持斷點續(xù)傳，縮短了占用通道時間，提高了遠傳成功率。（2） 對變電站連接的各種裝置的通信軟件采用了模塊化設(shè)計。對不同廠站的設(shè)備通過連接裝置的設(shè)置完成通訊軟件設(shè)置，而無需重新編制軟件，當變電站擴容或設(shè)備變更時，站端軟件調(diào)整、維護工作量小，使用方便。（3） 中心站軟件具備靈活、豐富的故障分析功能?？梢燥@示有關(guān)電氣量的曲線和相量，當光標在曲線上移動時，可實時顯示光標所在位置各電氣量的有效值、瞬時值、相角、諧波值等；可對選定的曲線進行疊加、拉伸、壓縮、放大、縮小等顯示。4.3存在的問題（1） 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的容錯能力，否則難以實現(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，影響對電網(wǎng)故障的判斷、處理。（2） 變電站端系統(tǒng)連接保護及