變電站繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)

變電站繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)

1.1概述

1.1.1項(xiàng)目研究的意義

此系統(tǒng)的建立的目的是給故障診斷和故障恢復(fù)部分采集并提供完整的繼電

保護(hù)裝置信息，同時(shí)也可以為相關(guān)變電站運(yùn)行值班人員和繼電保護(hù)專業(yè)人員提

供更加完整的繼電保護(hù)裝置信息，以便于事故分析、判斷和處理。

此系統(tǒng)目前包括和平變330kV站、桃樹村220kV站和龔家灣220kV站。由

于通信通道原因，華林110KV站和北開關(guān)110KV站還未投入運(yùn)行。

接入保護(hù)設(shè)備包括：

南瑞繼保LFP-900、RCS9000系列微機(jī)保護(hù)

國電南自WXB-11、PSTI200、PST600系列微機(jī)保護(hù)

四方公司CSL-100系列微機(jī)保護(hù)

變電站保護(hù)信息管理系統(tǒng)可以作為：

事故處理的依據(jù)。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，目前，多是通過廠站值班人員人工

觀察記錄后通過電話匯報(bào)，其準(zhǔn)確性和快捷性都不能令人滿意。尤其對(duì)復(fù)雜事

故的處理時(shí)，及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取故障后保護(hù)動(dòng)作信息具有十分重要的意義。

事故分析的根據(jù)。故障后迅速傳送到調(diào)度端的準(zhǔn)確、完整的保護(hù)動(dòng)作信息

對(duì)保護(hù)人員及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握電網(wǎng)故障情況，分析保護(hù)動(dòng)作行為，排除事故分析

中非技術(shù)因素的影響，提高事故分析水平，具有十分重要的作用。

拓展故障數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍。利用站端信息與繼電保護(hù)管理和統(tǒng)計(jì)分析程序

接口，通過聯(lián)網(wǎng)采集多端同步數(shù)據(jù)，便于對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的深入研究。

1.1.2基本原理

變電站繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)是將變電站內(nèi)各電氣元件的繼電保護(hù)裝置信

息按照不同的規(guī)約接入并傳輸?shù)奖Ｗo(hù)管理機(jī)，保護(hù)管理機(jī)將這些采集到的信息

進(jìn)行分類管理，并按照“地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)”主站故障診斷和故障恢復(fù)

所需數(shù)據(jù)源的要求，將繼電保護(hù)信息上送主站統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)。

保護(hù)管理機(jī)以輪巡方式采集保護(hù)裝置報(bào)警動(dòng)作信息，輪訓(xùn)時(shí)間符合保護(hù)信

息管理系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)信息的速度要求。自動(dòng)采集、過濾、打包和傳送系統(tǒng)故障與裝

置異常情況下的報(bào)文。接入設(shè)備中：國電南自設(shè)備支持94規(guī)約，南瑞設(shè)備支持

LFP規(guī)約和IEC60870-5-103規(guī)約，四方裝置采用CSM300E將LONWORKS網(wǎng)

報(bào)文轉(zhuǎn)成IEC60870-5-103報(bào)文，3種規(guī)約均為問答式規(guī)約，每站設(shè)置1臺(tái)管理

機(jī)，管理系統(tǒng)不影響原有繼電保護(hù)裝置的獨(dú)立運(yùn)行。

由于保護(hù)信息與遠(yuǎn)動(dòng)信息專業(yè)要求不同，采集的對(duì)象和處理的目的均有區(qū)

別，因而對(duì)采集的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)格式、實(shí)時(shí)性要求及可靠性要求也就不同。遠(yuǎn)動(dòng)

信息主要是為實(shí)時(shí)調(diào)度服務(wù)，采集的信息量較少，但實(shí)時(shí)性要求很高（傳輸時(shí)間

一般不大于3s,特殊的小于1s）;而保護(hù)信息管理系統(tǒng)采集的是保護(hù)動(dòng)作報(bào)告（含

故障前后的采樣數(shù)據(jù)）、裝置運(yùn)行狀態(tài)、定值維護(hù)情況、等龐大的數(shù)據(jù)。

1.2變電站保護(hù)信息管理系統(tǒng)基本功能和特點(diǎn)

a基本功能

?完成各裝置通信規(guī)約的轉(zhuǎn)換：可實(shí)現(xiàn)多個(gè)通道，多種遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約轉(zhuǎn)換，

數(shù)據(jù)來源包括，485,232網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)四方FOOE轉(zhuǎn)出的LonWorks網(wǎng)，目

前支持，1EC60870-5-I03,LFP,94規(guī)約.

?通過保護(hù)信息管理系統(tǒng)對(duì)各裝置實(shí)時(shí)查詢，對(duì)各裝置的保護(hù)事件自

檢信號(hào)，在就地?cái)?shù)據(jù)庫分級(jí)記錄，在當(dāng)?shù)亟o出明確的提示信息。正常時(shí)

上送裝置的告警信息，電網(wǎng)故隙時(shí)，上送保護(hù)的動(dòng)作信息，及時(shí)把數(shù)據(jù)

傳送給蘭州地調(diào)。

?通過保護(hù)信息管理系統(tǒng)對(duì)裝置的定值以及參數(shù)可以調(diào)閱，可以查閱

各裝置的歷史記錄和當(dāng)前狀況，不支持定值修改；

?信息的安全管理。子站對(duì)信息的刪除、修改都設(shè)置權(quán)限管理，與網(wǎng)絡(luò)

的通訊進(jìn)行安全校核，非授權(quán)用戶將拒絕使用；

?主站對(duì)時(shí)功能。

b裝置特點(diǎn)

?支持多通道，多規(guī)約，可以依據(jù)接入裝置靈活添加特殊規(guī)約。

?數(shù)據(jù)庫采用強(qiáng)大的ORACLE數(shù)據(jù)庫，可以保存長時(shí)間的保護(hù)裝置報(bào)警

動(dòng)作原始記錄。

?實(shí)時(shí)系統(tǒng)，響應(yīng)迅速。

?調(diào)試簡(jiǎn)單，界面友好，現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)運(yùn)行，維護(hù)，作量小。

1.2.1軟件實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)編程采用VisualC++實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫采用Oracleo按功能將程序分為如

下模塊：多線程輪巡部分，報(bào)文處理解釋部分，俁護(hù)裝置信息上傳部分，數(shù)據(jù)庫

寫入部分，數(shù)據(jù)庫查詢部分，界面顯示部分。程序結(jié)構(gòu)清晰，完全符合規(guī)約邏輯

要求。

1.3主站與子站的通訊內(nèi)容

主站與子站之間以104規(guī)約進(jìn)行通訊，具體通訊內(nèi)容如下表:

故障信息

信息方向信息內(nèi)容報(bào)文說明

系統(tǒng)處理

一般報(bào)文

（控制）召喚一級(jí)數(shù)據(jù)

（控制）召喚二級(jí)數(shù)據(jù)

子站是否有

（監(jiān)視）確認(rèn)（ACD=1）

請(qǐng)求

主站下發(fā)命令

廣播對(duì)時(shí)不處理

總召喚

召喚裝置故障歷史

信息

子站上傳報(bào)、文

保護(hù)事件

突發(fā)數(shù)據(jù)自檢信息

開關(guān)量變位

裝置的定值

總召喚回

上送雙點(diǎn)信息狀態(tài)

答

總召喚結(jié)束

1.4通信規(guī)約概述

子站系統(tǒng)中共涉及3種通信規(guī)約，分別為IEC60870-5-103,LFP,94規(guī)約。

下面以103規(guī)約為例簡(jiǎn)要說明報(bào)文格式和通信過程：

ASDUADDR裝置物理地址

ADDR

功能類型FUN表怔開關(guān)量的FUN和INF,詳

FUN見各保護(hù)裝置103信息表

信息序號(hào)INF

INF

1字節(jié)雙000C00DPI為2位數(shù)組。值=0/3為無

點(diǎn)信息DP意義；值=1為分狀態(tài)；值=2為

DPII合狀態(tài)。

4個(gè)字節(jié)D7時(shí)打ms2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制亮秒時(shí)間(低

的二進(jìn)制DO字節(jié)在前)

時(shí)間D15

D8

IV備時(shí)標(biāo)min1個(gè)字節(jié)分鐘，2=0為有效；

用=1無效

S時(shí)標(biāo)h1個(gè)字節(jié)小時(shí),SU為夏時(shí)制標(biāo)

U志

附加信息SIN1個(gè)字節(jié)。僅總查詢有效，否則

SIN無意義。

ASDU2(02H)上送保護(hù)動(dòng)作信息

類型標(biāo)識(shí)02H注釋

TYP

VSQ81H間隔裝置每一楨只送一個(gè)動(dòng)

作信息

傳送原因01H突發(fā)報(bào)文

COT

ASDUADDR裝置物理地址

ADDR

功能類型FUN動(dòng)作元件的FUN和INF,詳

FUN見各保護(hù)裝理103信息表

信息序號(hào)INF

INF

1字節(jié)雙000000DPI為2位數(shù)把。值=0/3為

點(diǎn)信息DPI無意義；值=1為分狀態(tài)：值

DPI=2為合狀態(tài)。

相對(duì)時(shí)間相對(duì)東響RET2進(jìn)制數(shù)組，單位毫秒。表示

RET從裝置啟動(dòng)到該元件動(dòng)作的

2個(gè)字節(jié)相對(duì)時(shí)間

故障序號(hào)故曲序號(hào)FAN2進(jìn)制數(shù)組，月以識(shí)別故障。

FAN每一次啟動(dòng)，故障序號(hào)加1o

2個(gè)字節(jié)如果重合于永久故障，將記

錄2次單獨(dú)的故障序號(hào)。故

障序號(hào)不用復(fù)位或預(yù)置

4個(gè)字節(jié)D7時(shí)標(biāo)ms2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制亳秒時(shí)間

的二進(jìn)制DO（低字節(jié)在前1

時(shí)間D15

（變位的絕

D8

對(duì)時(shí)間）

IV備時(shí)標(biāo)min1個(gè)字節(jié)分鐘，IV=0為有效：

用=1無效

s時(shí)標(biāo)h1個(gè)字節(jié)小時(shí)，su為夏時(shí)制

u標(biāo)志

附加信息1個(gè)字節(jié)。僅總查詢有效，否

SIN

SIN則無意義。

1.4.2103處理簡(jiǎn)要流程圖

1.4.3裝置初始化過程

103規(guī)約是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的主從Polling（問答）方式。正常狀態(tài)下，控制系統(tǒng)

（總控單元）依次輪詢各個(gè)間隔裝置的2級(jí)用戶數(shù)據(jù)，如果間隔單元產(chǎn)生1級(jí)

數(shù)據(jù)，通過上送的2級(jí)數(shù)據(jù)報(bào)文控制域中的ACD標(biāo)志位，請(qǐng)求控制系統(tǒng)查詢1

級(jí)數(shù)據(jù)。通?？刂葡到y(tǒng)查詢完某個(gè)間隔單元的一級(jí)數(shù)據(jù)后，則繼續(xù)開始對(duì)下一

個(gè)單元的查詢。這是正常通訊的一個(gè)基本過程。

控制系統(tǒng)在開始新一輪發(fā)送/確認(rèn)服務(wù)時(shí)，改變下發(fā)報(bào)文控制域中楨記數(shù)位

FCB的狀態(tài)。如超時(shí)?（等待時(shí)間50ms）未收到間隔單元發(fā)回的確認(rèn)楨或響應(yīng)楨，

則不改變FCB狀態(tài)重發(fā)原報(bào)文，最大重傳次數(shù)為3次。如果重發(fā)3次后仍收不

到應(yīng)答報(bào)義，則首先發(fā)復(fù)位楨記數(shù)位（FCB）復(fù)位命令，如果仍收不到應(yīng)答報(bào)義，

則復(fù)位通訊單元（CU）。復(fù)位楨記數(shù)位（FCB）復(fù)位把FCB置0、發(fā)送緩沖區(qū)不

清零。復(fù)位通訊單元（CU）把FCB置0、發(fā)