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(shè)備種類繁多、構(gòu)造復(fù)雜，集智能化與復(fù)雜化于一體的日常維護(hù)要求不斷增髙，傳輸?shù)街髡镜臄?shù)據(jù)也越來越復(fù)雜，給運(yùn)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(yù)警系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和上傳，減少工作人員的工作量并節(jié)約故障排查時(shí)間。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)維;繼保信息;實(shí)時(shí)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(shè)備來自不同廠家，各廠家繼電保護(hù)裝置對(duì)外接口不統(tǒng)一。因此，對(duì)各繼電保護(hù)裝置的測(cè)試，運(yùn)行維護(hù)人員仍采取手動(dòng)測(cè)試方法，測(cè)試速度慢且無法滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊螅茈y在第一時(shí)間獲得故障數(shù)據(jù)。

從IEC61850標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施開始，定值清單和對(duì)外接口信息更加規(guī)范。加之5G技術(shù)的快速發(fā)展，高清視頻信息可以同步傳輸?shù)胶笈_(tái)，讓繼電保護(hù)裝置的數(shù)字化監(jiān)控、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與下載得以實(shí)現(xiàn)。

1 背景

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用起于1998年，2003年開始在全國(guó)范圍內(nèi)普遍應(yīng)用，經(jīng)過繼電保護(hù)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(hù)故障信息系統(tǒng)的作用不斷被認(rèn)可。國(guó)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(shè)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)，并將繼電保護(hù)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(shí)間內(nèi)完成對(duì)220kV及以上電網(wǎng)的基本覆蓋。

2 主要功能

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備管理方法，更加契合未來繼電保護(hù)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(shè)備來對(duì)信息進(jìn)行采集和分析，繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)可以自行采集信息，并對(duì)這些信息進(jìn)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(hù)的管理工作量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率低的問題，同時(shí)為未來智能決策系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境。

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)主要由各級(jí)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(hù)故障信息主站系統(tǒng)是近年的熱門項(xiàng)目。為適應(yīng)國(guó)家規(guī)定，主站需要解決如下兩個(gè)問題：（1）在廠站端，繼電保護(hù)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(kù)及相關(guān)處理應(yīng)用，并且和其他系統(tǒng)及應(yīng)用要有良好的兼容性。

子站系統(tǒng)：主要負(fù)責(zé)信息的采集、處理、存儲(chǔ)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(shí)負(fù)責(zé)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(hù)信息系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 信息數(shù)據(jù)源的分布

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)順利運(yùn)行的前提是采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(hù)裝置RTU發(fā)送至控制端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員存放的試驗(yàn)記錄、運(yùn)行制度等記錄;智能終端定時(shí)采集的數(shù)據(jù)，其他系統(tǒng)中提供的繼電保護(hù)有關(guān)數(shù)據(jù)和參考資料。

3.2 信息數(shù)據(jù)源分布的改進(jìn)

繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)，通過加入新的數(shù)據(jù)源——網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，這樣可以保證數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性，同時(shí)可以提高系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理能力，同時(shí)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(gè)端口數(shù)據(jù)，能容納更加多樣的應(yīng)用程序，提升系統(tǒng)的拓展開發(fā)能力，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換，實(shí)現(xiàn)開放MIS接口的開放。

4 故障信息管理系統(tǒng)在的應(yīng)用功能

（1）設(shè)別信息的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控功能。繼電保護(hù)技術(shù)相關(guān)人員或者電力調(diào)度人員可以清楚地觀察繼電保護(hù)裝置如：軟件板、硬壓板以及開關(guān)量的實(shí)時(shí)狀態(tài)。主要是針對(duì)繼電保護(hù)裝置的使用可靠性進(jìn)行檢查。（2）監(jiān)控畫面的歷史事件數(shù)據(jù)查詢。各個(gè)變電站相關(guān)工作人員向系統(tǒng)提交保護(hù)動(dòng)作信息后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將獲取的信息進(jìn)行整合，但是調(diào)度中心通常難以確定保護(hù)裝置發(fā)生了的哪一種保護(hù)動(dòng)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(jìn)行線路檢查和布置工作時(shí)更加重要。（3）定值管理。故障信息管理系統(tǒng)的定值管理應(yīng)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(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔管理，同時(shí)自動(dòng)標(biāo)記召喚時(shí)間，能夠和歷史定值數(shù)據(jù)實(shí)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(shí)擁有自動(dòng)定值校核的作用，能夠提前設(shè)定對(duì)比周期，通過設(shè)備定值的錄入和單定值之間實(shí)施相應(yīng)的分析比較，提示比較產(chǎn)生的差異項(xiàng)，并且這些數(shù)據(jù)情況還能夠傳輸至IV區(qū)對(duì)所有普通人員的WEB端發(fā)布。（4）由于各個(gè)地方變電站有不同的地理分布和運(yùn)行情況，通過地理圖導(dǎo)航科學(xué)轉(zhuǎn)變分析變電站地形，轉(zhuǎn)換成相關(guān)配置地形圖，以供繼電保護(hù)相關(guān)工作人員工作需求使用。（5）數(shù)據(jù)庫(kù)和方法庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)比傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)更高一級(jí)，它支持大數(shù)據(jù)處理和動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存，應(yīng)用了程序編程接口，具有較強(qiáng)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

5 系統(tǒng)特點(diǎn)

5.1 可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)

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

5.2 開放勝和先進(jìn)性

目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了云端時(shí)代，大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)越來越多在電力行業(yè)中的應(yīng)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(duì)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單整理，有些已經(jīng)可以對(duì)數(shù)據(jù)的走向進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而預(yù)防故障的發(fā)生，從數(shù)據(jù)上為繼電保護(hù)設(shè)備保駕護(hù)航。由于本系統(tǒng)的便捷性和可擴(kuò)展性，對(duì)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(yīng)用前景。目前針對(duì)大電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)應(yīng)對(duì)過負(fù)荷、FACTS設(shè)備對(duì)保護(hù)的影響以及基于身份識(shí)別的保護(hù)管理技術(shù)開展研究，提出了適應(yīng)串補(bǔ)線路電流反向的電流差動(dòng)保護(hù)新原理，已有裝置樣機(jī)并進(jìn)行試運(yùn)。項(xiàng)目研究顯著提升了電網(wǎng)保護(hù)，尤其是距離保護(hù)抵御過負(fù)荷能力，提升了系統(tǒng)對(duì)保護(hù)信息的收集和整理分析能力，增強(qiáng)了繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體性能，對(duì)于預(yù)防保護(hù)潛在故障、限制事故范圍擴(kuò)大，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

6結(jié)語

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代和大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨為繼電保護(hù)運(yùn)行管理的現(xiàn)代化提供了機(jī)遇，同時(shí)也帶來了挑戰(zhàn)。在繼電保護(hù)信息化方面，繼電保護(hù)專業(yè)強(qiáng)調(diào)運(yùn)行使用經(jīng)驗(yàn)、而且對(duì)安全可靠性要求較高，而通信和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間仍相對(duì)較短，在繼電保護(hù)方面應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，有些解決方案仍由于缺少數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的支撐而無法實(shí)現(xiàn)，給繼保運(yùn)維人員帶來了困擾。因此，繼電保護(hù)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)任重而道遠(yuǎn)，在實(shí)施之前需要更加詳細(xì)的平臺(tái)規(guī)劃以及數(shù)據(jù)處理測(cè)試。在這方面，本系統(tǒng)已完成較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行測(cè)試，技術(shù)相對(duì)成熟。

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