電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障信息采集及處理

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障信息采集及處理摘要：繼電保護(hù)和故障診斷是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障之一。本文以國(guó)投湄洲灣煤炭碼頭一期供電電網(wǎng)為參考介紹繼電保護(hù)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(diǎn)。它是對(duì)各個(gè)變電所中的保護(hù)信息進(jìn)行采集，并通過(guò)各種通訊手段遠(yuǎn)傳到各調(diào)度中心，在調(diào)度中心中將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)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(gè)保護(hù)信息的綜合處理系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；故障診斷；處理系統(tǒng)1刖言變電站內(nèi)各種微機(jī)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、行波測(cè)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(hù)信息的監(jiān)控、系統(tǒng)故障及保護(hù)動(dòng)作行為的分析和管理的自動(dòng)化水平顯得相對(duì)滯后。建立繼電保護(hù)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(hù)運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平就顯得尤為重要。國(guó)投湄洲灣煤炭碼頭一期繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)主要由集控站主站系統(tǒng)和各級(jí)變電站端的子站系統(tǒng)通過(guò)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(yùn)行管理水平與調(diào)度系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化的發(fā)展水平相適應(yīng)。它能在正常運(yùn)行和電網(wǎng)故障時(shí)，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(hù)運(yùn)行、管理服務(wù)，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)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(hù)故障信息采集及處理系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后將完整的保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告和錄波報(bào)告迅速傳送到省調(diào)及相關(guān)繼電保護(hù)部門(mén)，使所有運(yùn)行人員能及時(shí)、準(zhǔn)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(hù)故障信息處理系統(tǒng)，是一個(gè)繼電保護(hù)運(yùn)行、管理的技術(shù)支持系統(tǒng)，同時(shí)又是一個(gè)電網(wǎng)故障時(shí)的信息支持、輔助分析和決策系統(tǒng)，包括運(yùn)行于各級(jí)調(diào)度的主站系統(tǒng)和運(yùn)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(pán)陣列、工作站、交換機(jī)和單向隔離裝置組成。通過(guò)對(duì)子站用網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)線(xiàn)傳送來(lái)的信息進(jìn)行加工、處理、分析、顯示和存儲(chǔ)，為調(diào)度員事故處理及電網(wǎng)的安全分析、繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析提供決策依據(jù)；并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)全局范圍的故障診斷、測(cè)距、波形分析、歷史查詢(xún)、保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)分析。2.2子站系統(tǒng)子站系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)信息采集、處理、存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)，以提供調(diào)度中心對(duì)數(shù)據(jù)分析的原始數(shù)據(jù)和事件記錄量。同時(shí)提供站內(nèi)設(shè)備巡檢與系統(tǒng)自檢、數(shù)據(jù)查詢(xún)與檢索、信息在線(xiàn)分析、監(jiān)視主畫(huà)面、圖形與參數(shù)維護(hù)、站內(nèi)設(shè)備對(duì)時(shí)、用戶(hù)權(quán)限日志管理等功能。每個(gè)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(gè)子站可以選擇配置保護(hù)工程師站，安裝有保護(hù)監(jiān)視、管理、故障分析軟件。保護(hù)管理機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)方式與主站相連。通過(guò)報(bào)文和硬接點(diǎn)相結(jié)合的對(duì)時(shí)方式，可以使站內(nèi)所有裝置的時(shí)鐘精確到毫秒級(jí)。3系統(tǒng)功能3.1故障信息的及時(shí)、準(zhǔn)確處理功能（1） 變電站管理機(jī)能自動(dòng)完成對(duì)本站所連接的保護(hù)和錄波裝置的正常查詢(xún)、動(dòng)作報(bào)告和自檢報(bào)告的自動(dòng)搜集和分析處理，當(dāng)分析到有保護(hù)跳閘報(bào)告時(shí)能自動(dòng)撥號(hào)將報(bào)告上傳至中心站，并在管理機(jī)上就地顯示，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有連接裝置動(dòng)作信息的自動(dòng)管理，提高了故障處理的自動(dòng)化水平。（2） 管理屏的GPS裝置可以精確地同步各裝置的時(shí)鐘，極大地提高了系統(tǒng)故障分析的準(zhǔn)確性，消除了因時(shí)鐘的影響而造成事故分析不便的隱患。（3） 通過(guò)系統(tǒng)通訊，繼電保護(hù)各級(jí)管理部門(mén)在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可以及時(shí)、準(zhǔn)確取得有關(guān)數(shù)據(jù)，縮短了處理故障的時(shí)間。（4） 中心站后臺(tái)軟件具有完善的分析工具對(duì)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如故障測(cè)距、波形分析等。故障測(cè)距提供了多種算法，為故障點(diǎn)的查找?guī)?lái)很大方便。雙端測(cè)距算法的實(shí)現(xiàn)，大大提高了故障測(cè)距的精確度，這也正是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最有效、實(shí)用的故障處理。3.2運(yùn)行設(shè)備的遠(yuǎn)方監(jiān)控和維護(hù)功能變電站定時(shí)對(duì)連接裝置進(jìn)行巡檢，一旦裝置有自檢異常報(bào)告，自動(dòng)收集并保存，同時(shí)可以就地顯示或聲響等方式提醒運(yùn)行人員。管理機(jī)每天自動(dòng)調(diào)取一次各裝置定值，也可遠(yuǎn)方操作隨時(shí)調(diào)取裝置定值?？勺詣?dòng)記錄接入變電站管理屏的開(kāi)關(guān)變位情況并給出變位信息和提示。在中心站可以遠(yuǎn)方調(diào)取各連接裝置的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)及波形、裝置自檢報(bào)告等，監(jiān)視裝置的運(yùn)行狀況。對(duì)錄波裝置，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方啟動(dòng)錄波的功能。3.3故障信息管理、統(tǒng)計(jì)功能中心站服務(wù)器管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于Browser/Server模式，采用滿(mǎn)足國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理功能。接入本系統(tǒng)的所有裝置的動(dòng)作信息、自檢信息及錄波數(shù)據(jù)都記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以方便地進(jìn)行不同條件的查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)，同時(shí)，要求該軟件具備查詢(xún)或統(tǒng)計(jì)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(jī)可顯示國(guó)投湄洲灣煤炭碼頭一期供電電網(wǎng)地理接線(xiàn)圖，通過(guò)點(diǎn)擊地理接線(xiàn)圖中任一變電站可調(diào)出該變電站的主接線(xiàn)圖及保護(hù)、錄波裝置的配置圖，點(diǎn)擊任一裝置即可調(diào)出該裝置的歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，有報(bào)告?zhèn)鞯街行恼緯r(shí)，變電站主接線(xiàn)圖中有明顯標(biāo)志自動(dòng)顯示故障報(bào)告的存在。4使用情況4.1連接裝置裝置連接過(guò)程中，LFP-900系列保護(hù)和YS-8A錄波器比較容易接入，后臺(tái)接收的信息也與裝置本體差不多，但對(duì)于早期投產(chǎn)的微機(jī)型裝置，如WXB-11線(xiàn)路保護(hù)、WBZ-03/04變壓器保護(hù)及WDS-2B錄波器，如果進(jìn)行組網(wǎng)，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。WXB-11需升級(jí)為WXB-11C型，WBZ-03/04變壓器保護(hù)，原裝置的運(yùn)行程序沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)功能，需要對(duì)程序進(jìn)行修改，而WDS-2B錄波器需升級(jí)為WDS-2E型。對(duì)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(bào)告的內(nèi)容比裝置本體打印的內(nèi)容少得多，運(yùn)行中還存在許多問(wèn)題，如WXB-11C/15保護(hù)，只能調(diào)取兩個(gè)周波的故障波形，運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法與變電站管理屏通訊的情況，原因是保護(hù)裝置的打印機(jī)卡紙，卡紙時(shí)保護(hù)串口不進(jìn)行通訊；WBZ-03/04保護(hù)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(xiàng)錯(cuò)誤。4.2系統(tǒng)特點(diǎn)（1） 保護(hù)及錄波裝置的動(dòng)作、自檢報(bào)告在變電站端經(jīng)過(guò)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(shí)，通訊模塊軟件支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，縮短了占用通道時(shí)間，提高了遠(yuǎn)傳成功率。（2） 對(duì)變電站連接的各種裝置的通信軟件采用了模塊化設(shè)計(jì)。對(duì)不同廠(chǎng)站的設(shè)備通過(guò)連接裝置的設(shè)置完成通訊軟件設(shè)置，而無(wú)需重新編制軟件，當(dāng)變電站擴(kuò)容或設(shè)備變更時(shí)，站端軟件調(diào)整、維護(hù)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。可以顯示有關(guān)電氣量的曲線(xiàn)和相量，當(dāng)光標(biāo)在曲線(xiàn)上移動(dòng)時(shí)，可實(shí)時(shí)顯示光標(biāo)所在位置各電氣量的有效值、瞬時(shí)值、相角、諧波值等；可對(duì)選定的曲線(xiàn)進(jìn)行疊加、拉伸、壓縮、放大、縮小等顯示。4.3存在的問(wèn)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(huà)傳輸時(shí)，要求通訊軟件具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力，否則難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障時(shí)故障數(shù)據(jù)的自動(dòng)上傳，中心站向下訪(fǎng)問(wèn)也容易受阻，影響對(duì)電網(wǎng)故障的判斷、處理。（2） 變電站端系統(tǒng)連接保護(hù)及