摘要:本文介紹了保護故障信息遠傳的幾種模式及應用情況,闡述了保護裝置信息、故障錄波器信息上傳在主站、調(diào)度系統(tǒng)中存在的問題,并結(jié)合現(xiàn)場故障信息采集設備的現(xiàn)狀,對所提出的幾種上傳方式進行了對比評價,最后給出了保護故障信息在應用實踐中的一些建議。
關鍵詞:保護裝置;故障錄波器;遠傳;組網(wǎng)
1、引言
隨著電網(wǎng)規(guī)模日益擴大,需要一個能夠準確判別故障元件、事故后數(shù)據(jù)分析、保護動作行為評價等功能完善的保護故障信息系統(tǒng),這種故障保護系統(tǒng)有利于電力系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。故障錄波器作為故障信息系統(tǒng)基礎性的元件,可以在發(fā)生系統(tǒng)故障的時侯,準確地自動記錄故障發(fā)生前、事故發(fā)生過程中以及事故發(fā)生后各種電氣量數(shù)據(jù)的變化信息,通過比較分析這些電氣量,分析判斷保護、處理事故是否正確運行,并且為電壓崩潰、系統(tǒng)振蕩和頻率崩潰等的大干擾發(fā)生后引起的系統(tǒng)電壓、電流及其導出量,如系統(tǒng)頻率、系統(tǒng)無功功率以及有功功率變化時為調(diào)度人員的調(diào)度提供依據(jù)。
當前的綜合自動化變電站以及正在陸續(xù)建設的數(shù)字化變電站,要求站內(nèi)各種信息及時、準確地上傳至調(diào)度端,保護故障信息必然位列其中。保護故障信息對于提高電力系統(tǒng)調(diào)度和運行的水平,提高處理電力系統(tǒng)事故的快速反應能力。下面就近幾年幾種故障信息遠傳模式在地區(qū)電網(wǎng)的應用做一下介紹并給出一些建議。
2、故障信息遠傳的幾種模式及應用情況
2.1早期故障錄波器撥號上傳的方式
隨著微機化故障錄波器變電站內(nèi)的廣泛應用。由故障錄波器采集重要的繼電保護和電壓信號、電流、斷路器輔助觸點、通信通道的信號波形、以及安全自動裝置的動作觸點等,接著對故障進行判斷并對其進行簡單故障分析,然后將記錄的故障數(shù)據(jù)以及初步進行分析的結(jié)果發(fā)送到遠方的錄波主站,并進行下一步的處理。由于當時受限于當時的終端設備的網(wǎng)絡化程度不高和通信通道的制約,只能通過電話撥號的形式上傳至遠程終端。
2.2保護管理及故障信息子站的廣泛應用
保護故障管理及故障信息子站是一個分布式系統(tǒng),其主要的設備是在地方電網(wǎng)的各個電廠或變電站內(nèi)。它的每一個子站均可采集所屬站內(nèi)的保護裝置運行狀態(tài)、動作信息、故障錄波器故障波形及自動裝置定值參數(shù)等數(shù)據(jù)信息,并且可以合理使用這些信息為事故判別和繼電保護裝置檢修提供前提條件,為繼電保護運行和管理提供服務,并支持分析處理電網(wǎng)故障。
子站系統(tǒng)由間隔層設備(各變電站的重要微機保護裝置、故障錄波器等)、服務器及軟件系統(tǒng)、,通信設備(交換機、路由器、光通信設備)3個層次組成。該系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的基本原理主要包括:通過子站系統(tǒng)采集各個錄波器以及保護裝置的數(shù)據(jù),然后對采集的數(shù)據(jù)進行規(guī)約解釋以及數(shù)據(jù)處理等工作,各種故障錄波器以及微機保護所產(chǎn)生的大量信息通過子站轉(zhuǎn)發(fā)至后臺服務器及上級主站,在這期間由通信設備貫通,主要應用的通信規(guī)約有國網(wǎng)103和61850規(guī)約等。
保護信息管理及故障分析系統(tǒng)的主站設在各級調(diào)度中心。主站通過通信網(wǎng)絡與所管轄的各變電站層子站系統(tǒng)相連接,收集各個子站與運行和故障相關的信息,利用主站系統(tǒng)的高級分析功能,判別保護裝置動作行為的正確性、快速定位故障點。特別是保護及故障錄波器的波形文件可以按照統(tǒng)一的文件格式(電力系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)據(jù)交換的COMTRADE格式)調(diào)取,方便運行管理人員分析故障,有利于調(diào)度人員快速處理設備問題,恢復供電。
由于電網(wǎng)系統(tǒng)保護及自動化設備的微機化最近幾年才完成,保護裝置和錄波器可提供的通信方式、通信規(guī)約多種多樣,中間環(huán)節(jié)多,可靠性較低。因此,常常出現(xiàn)間隔層保護與子站服務器通信中斷的問題。
子站與保護裝置及錄波器通信異常的處理方法總結(jié)如下:①檢查保護裝置到子站之間的通信線是否有虛接、斷線,如有則緊固通信線;②檢查保護裝置上通信設置與子站上對應保護通信設置是否一致,如不一致則按子站上通信參數(shù)更改保護裝置上通信設置;③保護裝置通信通過保護通信管理機的,重啟或檢查管理機。
此外,主站對變電站內(nèi)保護設備的信息調(diào)取也往往出現(xiàn)問題:主要有通信通道問題,對此我們最好配置主備2個通道;規(guī)約不一致的問題,保護裝置與管理機、管理機與子站服務器、子站與主站可能存在3中不同的電力通信規(guī)約,這會造成通信效率低或通信中斷,對此我們需要優(yōu)化配置盡量減少規(guī)約轉(zhuǎn)換。近幾年,按照數(shù)字化變電站配置的61850規(guī)約進行全部環(huán)節(jié)通信可以很好地解決這個問題。
2.3地區(qū)電網(wǎng)的故障錄波器聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
鑒于保護管理及故障信息子站在現(xiàn)階段設備狀態(tài)下的不穩(wěn)定性,各地市、網(wǎng)省調(diào)紛紛建立了故障錄波器組網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在各調(diào)度端設置組網(wǎng)服務器對通信接入程序進行統(tǒng)一的安裝,并且利用巡檢的方法召喚在錄波器中的錄波數(shù)據(jù)。通過以太網(wǎng),調(diào)度端主機可以讀取到服務器中錄波數(shù)據(jù),可以按照網(wǎng)頁的形式進行故障信息的查詢分析。
各站錄波器通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)可以連接到組網(wǎng)服務器中,在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入的交換機,可將不同業(yè)務劃分到不同VLAN內(nèi),使得局域網(wǎng)中不同業(yè)務的主機能夠相互安全隔離。通過隔離網(wǎng)關以及劃分網(wǎng)段,使得總調(diào)和地調(diào)均只能與服務器進行通信,并讀取器中的錄波文件,而不能夠直接與其他各站錄波器進行聯(lián)系,從而保障了數(shù)據(jù)的安全性。此外,故障信息從間隔層直采直送,消除了通信瓶頸,保證了發(fā)生故障的信息傳輸過程中的安全可靠。
這個系統(tǒng)有利于提高調(diào)度運行人員分析處理電網(wǎng)故障的效率,并且在保障電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運行過程之中可以發(fā)揮巨大作用。因為故障錄波數(shù)據(jù)是研究電網(wǎng)以及分析事故的關鍵性數(shù)據(jù),所以對該數(shù)據(jù)進行共享非常重要。如果各級調(diào)度充分利用了廣域網(wǎng)的開放性,開放訪問權限實現(xiàn)了故障錄波數(shù)據(jù)資源在系統(tǒng)內(nèi)共享利用,可以大大方便電力一線生產(chǎn)管理人員。
3、結(jié)語
電網(wǎng)事故和繼電保護動作行為分析離不開高性能的故障錄波器和方便快捷的故障信息遠傳系統(tǒng)。隨著變電設備的智能化進程,數(shù)字化故障錄波器及新一代故障信息遠傳系統(tǒng)必將取代現(xiàn)有設備,成為市場的主流。(作者單位:冀北廊坊供電公司)
參考文獻:
[1]高翔,張沛超,章堅民.電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)應用技術[M].北京:中國電力出版社,2006.
[2]梁合慶.變電站綜合自動化中的故障錄波裝置[A].變電站綜合自動化研討會論文集[C].南京:1995.201-202.
[3]張延冬,焦彥軍,張舉.基于嵌入式系統(tǒng)的故障錄波器設計.繼電器,2005,33(3):62265.