继电保护故障信息系统应用分析

２００６年第１Ｏ期　《贵州电力技术》　（总第８８期）　

继电保护信息管理系统的应用　

贵阳市北供电局阮志荣［５５０００１］　

摘要利用调度监控计算机网络系统的数据源中心的继电保护信息管理系统，通过数据仓库技术集成各类继电　保护二次系统信息数据源，实现“三遥”数据的实时分析处理，充分利用各部门的信息源，通过综合分析数据，对设　备实际运行状况加强了解，消灭故障隐患，进一步保障系统安全稳定运行。　关键词继电保护信息管理　

随着微机保护装置的应用普及，继电保护二次　

系统的自动化水平得到不断提高。许多当前由人工　

处理的模拟信息转化为大量的数字信息，而技术管　理人员也有许多用计算机实现的资料和试验记录文　

档。信息的数字化使得我们可以将不同的数据源有　

机地结合起来，形成一个专业化的计算机应用系统。　

数据通信技术的发展及贵州电网通道状况的改善，　

使得远程数据传输通信变为可能，建立市北继电保　护管理信息系统，在系统发生故障时能将故障信息　

及时传送到调度中心协助调度员对事故进行判断处　

理。通过综合分析数据，对设备实际运行状况加强　了解，消灭故障隐患，进一步保障系统安全运行。　

ｌ继电保护信息管理系统的实现　

１．１信息数据源的分布　

二次系统所具备的信息来源可大致分为３部　分：　

（１）由变电站微机保护装置经ＲＴＵ发送至调度　

端的实时运行数据；　

（２）继电保护管理端（生产技术部门和继电保　护班组）所存放的设备管理资料、各类试验记录和运　

行制度等；　

（３）其他系统中需要了解继电保护数据或可以　提供继电保护有关数据和参考资料的数据源接口。　

１．２系统结构　系统按分层管理的原则，有效地将信息数据源　

联系起来，利用调度监控计算机网络系统的数据源　为中心，建立如图１的系统，使各级用户都能予以充　

分利用该系统。　

继电保护管理信息系统是在数据集中分析支持　系统的基础上建立的。各继电保护子系统在建设时　

应实现与数据集中分析支持系统的接口，实现数据　的完全共享，实现继电保护管理和电网故障信息分　

Ｉ　．皇王研霾…………………………．　刍议继电保护故障信息智能分析方案及应用　赣榆县供电公司　胡居浩　‘摘要】在电力系统中，继电保护能在电力系统出现异常故障时，针对系统故障采取自动化的处理措施，我们将其称之为继电保护。，但是在这个过程中，变电所继电保　护难免发生故障，从而影响电力系统。为适应　调控一体化　运行体系的建设，改进现有输电网继电保护故障信息智能分析系统的不足，设计了一种继电保护故障信息智　能分析系统的解决方案。采用了一体化平台，基于分层分布武结构，统一一、二次设备模型，故障录波按通道上传，在主站侧综合采用ＥＭｓ系统，敌障信息系统、故障录　波系统等的开关量、模拟置等多源信息对电网故障进行诊断分析；提出了智能分析系统过渡阶段的兼容方案。　【关键词】电网；继电保护；故障诊断；故障信息系统　１．引言　本文根据现有电网所能获得的信息，采用　合适有效的故障诊断分析推理机制，同时兼容　新旧变电站以不同通信规约接入，逐步实现电　网故障的智能分析、诊断及决策。通过在福建　电网实际应用表明，该方案切实可行。对构建　电力系统故障诊断智能辅助决策系统具有一定　的指导意义。　２。继保信息智能分析系统可行性分析　目前电网已具备开展电网故障智能分析专　家系统研究的技术条件，主要体现在以下几个　方面：　ａ）国内１１０ｋＶ及以上电压等级保护基本上　实现了微机化，变电站中均配置了时钟同步装　置，保护及录波均可通过通信网络将信息上传　至主站，为事故分析提供了必要条件。　ｂ）随着近年来ＩＥＣ　６１８５０、ＩＥＣ　６１９７０通信　规约在电网中应用，在数据的易用性、兼容　性、互操作性和可视化方面取得了突破。　ｃ）随着电力系统调度自动化水平的提高及　通信技术的发展，调度自动化均在开展数据一　体化、数据平台一体化改造，保护故障信息系　统可以获得多源的信息，为电网的故障诊断创　造了条件。　３．主要技术难点及解决方案　３．１继保故障信息智能分析系统推理机制　继电保护故障信息智能分析是根据电网　一次网络拓扑，为每个一次设备生成相应的保　护网络。保护网络指的是由电力系统主设备及　其相关的断路器、录波装置、保护等构成的网　络。根据故障情况和知识库，综合多个信息子　站、ＥＭＳ系统、录波系统的故障数据信息进行　故障分析。根据故障区域电流、电压的波形变　化，断路器和保护的实际动作情况等，利用相　关知识库，分析并评价断路器和保护的动作行　为，最终给出电网故障简报，包含相关故障元　件的录波波形等，具体详见图１电网故障诊断　分析系统图。　螂　住护墓’＿　一　一ｉ　ｌ一　蔫　艘婶譬｝＿　｝・－　群妻羔蜘｛　２　日　『．－　］－　…’；｛嚣　．兰：盏广　撇氍　。｛　图１电网故障诊断分析系统图　本文提出，故障诊断分析先以保护动作及　断路器变位等开关信息作为触发条件对故障进　行初步分析；同时，根据初步分析结果向录波　系统召唤相关的录波文件等，如图ｌ所示。根　据开关量变位信息及保护和断路器的故障切除　原理，按照保护动作原理进行推理、遍历，计　算各种故障的可信度。根据推理出的最可靠的　故障设备，对所有的断路器和保护进行行为分　析，推理出哪些需要动作，哪些不需要动作。　再结合实际的断路器和保护的动作情况，判断　保护和断路器是否正确动作，或者是否有拒动　－３６－电乎懂ＩＩ　或者误动的情况。同时，结合基于录波波形信　息的继电保护故障信息智能分析技术，通过　连续考察从故障发生到切除的整个过程中电流　（或电压）的变化水平和变化时序，并结合考　虑保护故障切除原理，用以判断故障的性质。　电网故障综合判断根据基于开关量、保　护信息及模拟量信息的智能分析技术，构成多　判据、分层、混合型继电保护故障智能分析技　术，使得分析结论更为准确可靠。　３．２统一一、二次设备模型　如果没有统一的一、二次设备模型，故障　诊断分析系统即使获得了完备的源信息，也无　法使用。继电保护智能分析系统的电网一次模　型共享ＥＭＳ系统的电网模型，保持两套系统模　型的一致性。　ＩＥＣ　６１９７０标准为电力系统信息的标准　化提供了技术规范，两套系统均利用基于ＣＩＭ　标准的ＸＭＬ文件导出电网模型，供电网智能故　障诊断与事故处理辅助决策系统使用。ＩＥＣ　６１９７０的ＣＩＭ模型可以很好地描述电网　次模　型，但是ＣＩＭ模型中关于电网：二次模型的描述　过于简单。在电网＝次模型部分，ｃＩＭ模型中　定义了ＣｕｒｒｅｎｔＲｅｌａｙ、ＳｙｎｃｈｒｏｃｈｅｃｋＲｅ１ａｙｊｆⅡ　ＲｅｃｌｏｓｅＳｅｑｕｅｎｃｅ＿￣个类，分别用于描述电流　保护、同期装置和重合闸装置，但仍无法满足　电网二次模型的建模需要。如果完全按照ＣＩＭ　模型建立保护库结构，当增加一种新的保护或　自动装置时，就需要从Ｐｒｏｔｅｃｔｉ０ｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ　类扩展出相应的子类。因此电网二次模型必须　根据电网继保故障信息智能分析系统的需要，　对现有ＣＩＭ模型的类、属性和关联关系进行扩　展，建立满足智能保信分析系统需求的电网二　次模型，将保护和自动装置设备信息作为模型　数据，建立包括电网一、二次设备模型及参数　的基础数据库，具体详见图２。　羔：　兰　卜　【弼　焉　广面　；　＃　ｌｌ辩　批　粒　．‘　图２保护装置模型描述图　…………—　‘　葺　素绣酾蔽磊　…………　”　３．３可缩放矢量图形技术的应用　为增强智能分析系统的易用性和互操作　性，本方案提出了采用可缩放矢量图形技术，　使故障信息系统与调度自动化系统图形系统保　持一致，易于对信息系统的维护和更新，有利　于与第三方系统进行信息交换。如图３所示，　基于ＪａｖａＳｃｒｌｐｔ脚本文件实现ＳＶＧ图形文档与　ＳＱＬ数据库的连接。ＳＶＧ图形文档通过故障诊断　软件包的ＳＱＬ数据库与ＳＣＡＤＡ系统及故障诊断算　法进行实时数据交换。　３．４故障录波装置数据上传研究　目前录波数据上传时未对数据进行处理，　数据上传量大，对通道压力较大，且实时性　差。本方案提出录波数据按通道上传，通过对　录波装置软件升级，使其能够根据主站召唤命　令，按通道将故障前后几个周波相关部分录波　波形文件上传至主站，如图４所示。　ｉ　，破搬孔锫｝　ｊ　围４主站召唤故障录波波形示意图　３．５主子站间通信规约　新建的电网故障智能分析专家系统应能实　现新旧继电保护信息系统的平滑过渡，主站系　统应能同时接入新建变电站信息系统子站，同　时兼容现有变电站的保护信息系统子站。因此　生、子站之间通信规约需支持ＩＥＣ　６１８５０和ＩＥＣ　地溯　｝拽　№徘　商埘搽ｌ　徘护抽断‘ａ息　协熙铺蚺ｔ　由｝　错陡　祷；，站　ｆ陋ｃ　，。，　鹩　ｔ　妁　观布蹙　ｂ站　精勰躲　ｌ　站　饼熙稚蛳ｒ　舔姨ｒ蚋　图５变电站与信息系统主站通信规约示意图　此外，电网故障智能分析要求所提供的数　据均应带时标，并对精度有较高的要求，以便　对数据进行分析比较。目前５００ｋＶ变电站已基　本配置了时间同步对时系统，站内２２０ｋＶ以上　电压保护及故障录波均具备了时间同步对时功　能。　４．继保故障信息智能分析系统总体结构　４．１继保故障信息智能分析系统总体结构图　本文以某电网为工程依托，提出了完整　的继保故障信息智能分析系统总体结构图。其　中。为实现继电保护信息与ＳＣＡＤＡ信息的快速　交互，将继电保护故障信息处理系统置于安全　Ｉ区。根据分层分区的原则，省调主站系统主　要负责５００ｋＶ网架的继电保护故障信息的智能　分析，各地调负责本地区２２０ｋｖ、Ｉ　１０ｋＶ电网继　电保护故障信息智能分析并将分析结果上传至　省调主站。各地调调控～，体化平台（含ＥＭＳ、　ＳＣＡＤＡ、保信子站等系统）负责该地区２２０ｋＶ、　１　ｌＯｋＶ电网故障诊断、分析、决策、远方不停　电修改及核查定值、远方压板投退、波形分析　等功能。各地调将与邻近地区相关联的变电站　的远动信息、保护及录波信息通过三级数据网　络发送至邻近地调。省调　体化平台系统将　该地区５００ｋＶ变电站远动信息、保护及录波信　息通过三级数据网络发送至各地调，如图６所　雾　霹　墨一　

第２６卷第４期　２００９年ｌ２月　麦瓠电知　ＡＮＨＵＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　Ｐ０ＷＥＲ　９３　

继电保护故障信息子站现场总线的分析和应用　

Ｆｉｅｌｄｂｕｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｒｅｌａｙ　Ｆａｕｌｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　

鲍现松　

（安徽继远电网技术有限责任公司，安徽合肥２３００８８）　

摘要：文中就应用于继电保护故障信息子站的几种现场总线接口进行对比和分析，叙述了现场总线的主要特点和实现总线　技术统一的意义，同时也提出了实现现场总线技术统一的关键和配置方案。　关键词：继电保护；故障信息子站；现场总线；互操作性　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｃｏｍｐａｒｅ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｆｉｅｄｂｕｓ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　Ｆａｕｌｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｒｅｃｏｕｔｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ￣ａｍｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄｂｕｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｅａｎｉｎｇ　ｏｆ　ｕｎｉｔｉｎｇ　ｂｕｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｓｔｉｃｋｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｆｉｅｄｂｕｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｌａｙ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｆａｕｌｔ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ｆｉｅｌｄｂｕｓ；ｍｕｔｕａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　

现场总线应用于变电站生产现场，在微机保　

护、测量控制设备间实现双向、串行、多结点的数　

字通信，它主要是解决变电站智能化装置、控制　

器、执行机构等设备间的数字通信以及控制设备　

和上级控制系统间的信息传递问题【３】，它是开放　

式、数字化、高可靠性、多点通信的底层控制网　

络。　

现场总线技术将专用微处理器置入传统的测　

Ｑ：　垒　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＴｅｏｈｎｏＩｏｇｙ　ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　

论继电保护故障信息系统的工程应用①　

程玉莲　（重庆合能实业有限公司工程部　重庆　４０１　５　２０）　工程技术　

摘要：继电保护故障信息系统是目前电网故障分析和保护信息处理的完整解决方案。近几年电力公司全面进行继电保护故障信息系统　的建设，随着接入系统的保护装置、故障录波装置越来越多，该系统在调度人员快速分析事故原目．保护人羹快速确认暮王的正确动作．　相关人员便捷的调取事故数据上发挥了重要作用。　关键词：继电保护　故障信息系统　应用　中图分类号：ＴＭ　７　文献标识码：Ａ　文章编号：ｌ　６７４－－０９８ｘ（２ｏ１　ｏ）１　２（ｃ）一００９８－－０１　

２０世￣＿Ｅ８ｏ年代以来，随着计算机技术的　

发展，数字化处理技术的优越性逐步被众　

多领域所认同，并逐步在电力系统中的到　

应用，体现在电力系统二次部分的应用，诸　

如变电站监控系统、故障录波器、继电保护　

等。数字式保护和故障录波器所具备的信　

息输出功能，为电网调度直接获取电力系　

统发生故障时准确、及时判断事故提供了　

技术基础。　

１故障信息系统子站建设　

１．１子站系统　

子站的一个功能就是对变电站内的　

保护装置、故障录波器实现联网和信息集　

成，以统一的接口、统一的传输规约将保　

护和故障信息传送到主站。对于２２ＯｋＶ以　

上的厂站，一般存在多个主站，子站与主　

站的传输规约，一般由主站端统一选择，　

所以当子站接入规约不一致的主站时，　

必须具要相应的规约处理。例如，一个　

２２ＯｋＶ的枢纽变电站，可能同时接入市　

调、网调。子站将来还要实现与变电站监　控的信息交互，向自动化监控系统提供　

微机装置的动作和异常信息　对于需要在　

厂站内建立继电保护故障分析系统，也　

可以视为一个简易的主站系统。因此，子　

站相当所有广义概念的主站系统在变电　

站的数据采集前置，同时也是其在变电　

站的通信前置，因为子站要与多个实行