田野 羅浩

摘要：隨著變電站的高速發(fā)展，傳統(tǒng)變電站正在向智能變電站甚至無人值守變電站快速轉(zhuǎn)型。因此，變電系統(tǒng)及其組成設備種類繁多、構(gòu)造復雜，集智能化與復雜化于一體的日常維護要求不斷增髙，傳輸?shù)街髡镜臄?shù)據(jù)也越來越復雜，給運維人員和調(diào)度人員帶來了巨大的工作壓力。本文提出了一種監(jiān)控與預警系統(tǒng)，對設備的實時運行狀態(tài)進行監(jiān)測和上傳，減少工作人員的工作量并節(jié)約故障排查時間。

關鍵詞：變電運維;繼保信息;實時監(jiān)視

引言

目前，電力行業(yè)逐漸向智能化靠攏。然而，由于變電站中的設備來自不同廠家，各廠家繼電保護裝置對外接口不統(tǒng)一。因此，對各繼電保護裝置的測試，運行維護人員仍采取手動測試方法，測試速度慢且無法滿足實時傳輸?shù)囊螅茈y在第一時間獲得故障數(shù)據(jù)。

從IEC61850標準實施開始，定值清單和對外接口信息更加規(guī)范。加之5G技術的快速發(fā)展，高清視頻信息可以同步傳輸?shù)胶笈_，讓繼電保護裝置的數(shù)字化監(jiān)控、數(shù)據(jù)的實時傳輸與下載得以實現(xiàn)。

1 背景

繼電保護故障信息系統(tǒng)的建設和應用起于1998年，2003年開始在全國范圍內(nèi)普遍應用，經(jīng)過繼電保護專業(yè)人員的不斷努力，該系統(tǒng)在使用過程發(fā)揮了重要作用，繼電保護故障信息系統(tǒng)的作用不斷被認可。國家電力公司在《電網(wǎng)二次系統(tǒng)“十一五”規(guī)劃》以及《電網(wǎng)“十一五”科技規(guī)劃》中明確提出要廣泛建設繼電保護故障信息系統(tǒng)，并將繼電保護故障信息系統(tǒng)列入到電網(wǎng)二次系統(tǒng)規(guī)劃的范疇，要求在比較短的時間內(nèi)完成對220kV及以上電網(wǎng)的基本覆蓋。

2 主要功能

繼電保護故障信息系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的繼電保護設備管理方法，更加契合未來繼電保護信息處理的發(fā)展方向。操作人員不再需要人為操作收集設備來對信息進行采集和分析，繼電保護故障信息系統(tǒng)可以自行采集信息，并對這些信息進行數(shù)據(jù)篩選，直觀地展現(xiàn)給操作人員。解決了繼電保護的管理工作量大，勞動生產(chǎn)率低的問題，同時為未來智能決策系統(tǒng)提供了基礎運行環(huán)境。

繼電保護故障信息系統(tǒng)主要由各級調(diào)度中心或集控站主站系統(tǒng)和變電站端的子站系統(tǒng)組成。

主站系統(tǒng)：繼電保護故障信息主站系統(tǒng)是近年的熱門項目。為適應國家規(guī)定，主站需要解決如下兩個問題：（1）在廠站端，繼電保護故障信息處理子站可以將不同裝置的通信接口、通信協(xié)議和數(shù)據(jù)協(xié)議統(tǒng)一，主站能向所有子站開放;（2）在調(diào)度端，建立故障信息數(shù)據(jù)庫及相關處理應用，并且和其他系統(tǒng)及應用要有良好的兼容性。

子站系統(tǒng)：主要負責信息的采集、處理、存儲及轉(zhuǎn)發(fā)，為調(diào)度中心提供數(shù)據(jù)分析的原始數(shù)據(jù)和事件記錄量。同時負責站內(nèi)巡檢與自檢、數(shù)據(jù)查詢與檢索、視頻監(jiān)視和日志管理。

3 繼電保護信息系統(tǒng)的技術實現(xiàn)

3.1 信息數(shù)據(jù)源的分布

繼電保護故障信息系統(tǒng)順利運行的前提是采集數(shù)據(jù)的準確性、快速性，數(shù)據(jù)主要來源如下：變電站信息采集終端通過保護裝置RTU發(fā)送至控制端的實時數(shù)據(jù);現(xiàn)場運維人員存放的試驗記錄、運行制度等記錄;智能終端定時采集的數(shù)據(jù)，其他系統(tǒng)中提供的繼電保護有關數(shù)據(jù)和參考資料。

3.2 信息數(shù)據(jù)源分布的改進

繼電保護故障信息系統(tǒng)，通過加入新的數(shù)據(jù)源——網(wǎng)絡系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)，這樣可以保證數(shù)據(jù)采集的及時性，同時可以提高系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的分析處理能力，同時采集多數(shù)據(jù)源提供的數(shù)據(jù)可以提高系統(tǒng)可靠性。通過構(gòu)架集成各個端口數(shù)據(jù)，能容納更加多樣的應用程序，提升系統(tǒng)的拓展開發(fā)能力，通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的交換，實現(xiàn)開放MIS接口的開放。

4 故障信息管理系統(tǒng)在的應用功能

（1）設別信息的實時狀態(tài)監(jiān)控功能。繼電保護技術相關人員或者電力調(diào)度人員可以清楚地觀察繼電保護裝置如：軟件板、硬壓板以及開關量的實時狀態(tài)。主要是針對繼電保護裝置的使用可靠性進行檢查。（2）監(jiān)控畫面的歷史事件數(shù)據(jù)查詢。各個變電站相關工作人員向系統(tǒng)提交保護動作信息后，系統(tǒng)會自動將獲取的信息進行整合，但是調(diào)度中心通常難以確定保護裝置發(fā)生了的哪一種保護動作，因此監(jiān)控畫面的歷史事件數(shù)據(jù)查詢可以為調(diào)度人員提供參考依據(jù)，尤其是進行線路檢查和布置工作時更加重要。（3）定值管理。故障信息管理系統(tǒng)的定值管理應用功能主要體現(xiàn)在定值召喚和查詢比較。通常子站向分站或主站傳輸定值，都需要進行數(shù)據(jù)歸檔管理，同時自動標記召喚時間，能夠和歷史定值數(shù)據(jù)實施比較。給查詢分析定值變化狀況提供數(shù)據(jù)支撐;系統(tǒng)還同時擁有自動定值校核的作用，能夠提前設定對比周期，通過設備定值的錄入和單定值之間實施相應的分析比較，提示比較產(chǎn)生的差異項，并且這些數(shù)據(jù)情況還能夠傳輸至IV區(qū)對所有普通人員的WEB端發(fā)布。（4）由于各個地方變電站有不同的地理分布和運行情況，通過地理圖導航科學轉(zhuǎn)變分析變電站地形，轉(zhuǎn)換成相關配置地形圖，以供繼電保護相關工作人員工作需求使用。（5）數(shù)據(jù)庫和方法庫，數(shù)據(jù)庫比傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫更高一級，它支持大數(shù)據(jù)處理和動態(tài)儲存，應用了程序編程接口，具有較強的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

5 系統(tǒng)特點

5.1 可靠性高、實用性強

繼電保護故障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源準確可靠，而且有利于系統(tǒng)的維護與升級。繼電保護故障信息系統(tǒng)可以對整個變電站設備進行集中管理，同時采用分布式結(jié)構(gòu)，當某一工作站出現(xiàn)故障不能正常工作時，分布式布局可大大減小局部問題對系統(tǒng)的沖擊，相比于傳統(tǒng)信息處理系統(tǒng)擁有更強的運行可靠性，另外這種分部式管理體系便于管理維護，允許局部切除檢修，大大提高了故障檢修的靈活性，同時減小了故障維護造成的損失。

5.2 開放勝和先進性

目前互聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)進入了云端時代，大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，計算機技術已經(jīng)越來越多在電力行業(yè)中的應用越來越多，各類分析程序也加快了發(fā)展的腳步，不局限于對數(shù)據(jù)的簡單整理，有些已經(jīng)可以對數(shù)據(jù)的走向進行預測，進而預防故障的發(fā)生，從數(shù)據(jù)上為繼電保護設備保駕護航。由于本系統(tǒng)的便捷性和可擴展性，對這些分析程序有很好的兼容性，因此具有廣闊的發(fā)展空間和應用前景。目前針對大電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護應對過負荷、FACTS設備對保護的影響以及基于身份識別的保護管理技術開展研究，提出了適應串補線路電流反向的電流差動保護新原理，已有裝置樣機并進行試運。項目研究顯著提升了電網(wǎng)保護，尤其是距離保護抵御過負荷能力，提升了系統(tǒng)對保護信息的收集和整理分析能力，增強了繼電保護系統(tǒng)的整體性能，對于預防保護潛在故障、限制事故范圍擴大，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

6結(jié)語

互聯(lián)網(wǎng)時代和大數(shù)據(jù)時代的來臨為繼電保護運行管理的現(xiàn)代化提供了機遇，同時也帶來了挑戰(zhàn)。在繼電保護信息化方面，繼電保護專業(yè)強調(diào)運行使用經(jīng)驗、而且對安全可靠性要求較高，而通信和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展時間仍相對較短，在繼電保護方面應用經(jīng)驗不足，有些解決方案仍由于缺少數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的支撐而無法實現(xiàn)，給繼保運維人員帶來了困擾。因此，繼電保護信息網(wǎng)絡建設任重而道遠，在實施之前需要更加詳細的平臺規(guī)劃以及數(shù)據(jù)處理測試。在這方面，本系統(tǒng)已完成較長時間的運行測試，技術相對成熟。

參考文獻：

[1]陳國平，王德林，裘愉濤，等.繼電保護面臨的挑戰(zhàn)與展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2017，41（16）：1-11+26.

[2]楊杰.智能電網(wǎng)繼電保護在線整定系統(tǒng)探析[J].電工技術，2017（12）：73-75.

[3]楊增力，石東源，楊雄平，等.繼電保護整定計算軟件的通用性研究[J].電力系統(tǒng)自動化，2007，31（14）：89-93.

[4]王立晶.繼電保護定值在線校核及預警系統(tǒng)的研究[J].云南電力技術，2015，43（2）：65-68.

[5]蒲曉瑛.繼電保護故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的應用探析[J].中國科技息，2013（3）：98+102.

[6]郝文斌，洪行旅.智能電網(wǎng)地區(qū)繼電保護定值整定系統(tǒng)關鍵技術研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011，39（2）：80-82.

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