电网继电保护及故障信息管理系统的实现

1、电网继电保护及故障信息管理系统的实现近年来， 我国的继电保护工作水平在不断的提升， 同时还在 发展中出现了微机继电保护装置和故障录波器等， 在应用的过程 中都能够起到非常好的保护作用。 继电保护和故障信息管理系统 的研究实际上就是为了更好的保证系统的运行状态， 在继电保护 系统出现故障的时候能够及时准确的提供相关的信息， 同时对系 统进行科学的处理。1 继电保护管理的现状 当前很多的微机保护已经在系统的过程中得到了十分广泛 的应用， 但是在配置方面更加重视保护的功能。 数据分项和处理 相对较少， 对于变电站自动化系统来说， 如果电网出现了运行异 常的现象时在保护的途径上存在着一定的不足是， 所

2、以无法很好 的保证故障信息能够更加顺利的进入到调度系统当中， 调度中心 的工作人员通常只能依靠变电站现场的工作人员用口头的形式 对故障进行汇报， 在此基础上对故障加以处理是， 自动化和智能 化的水平都不是很高。2 系统要解决的问题首先是要将变电站内部的微机保护、 自动装置和故障录波等 多种信息集中和分类处理， 这样才能更好的满足调度中心对电网 运行和不同故障条件下去满足信息的要求。 其次是在调度中心的 位置， 具备保护设备管理和故障计算、 整定计算和录波数据分析 等多种功能， 同时也能够保证继电保护运行的质量和水平， 管理 中的现代化特征也十分的明显。3 系统构成方案3.1 功能要求3.1.1

3、 系统应该由设置在变电站当中的子站和调度中心当 中的主站来完成， 子站在运行的过程中一定要能够自动的采集需 要的数据， 这样才能有效的保证系统的独立性是， 数据上传的过 程中一定要使用不同的通道， 此外， 在系统运行的过程中不能影 响到其他装置的正常运行。3.1.2 子站要能够将不同的保护和自动化设备进行全面的 整合，不同类别的通信接口协议一定要能够实现相互间的转换， 此外，其自身还要具备非常强的扩展性， 其要能够非常简洁的装 入到新协议的装置当中。3.1.3 子站在运行的过程中要对所有的数据进行分类和管 理，在发生故障的时候都应该选择一些比较有效的上传数据， 这 样就能够充分的确保调度中心收

4、到的信息量充足， 但是又不会出 现多余的问题。3.1.4 在出现故障的时候，一定要首先保证数据上传的效 率，对故障录波器进行上传， 通常我们可以向调度中心发送故障 说明，故障的数据要完整的保存起来， 同时在主站需要数据支持 的时候要能够及时的提供。3.1.5 系统的信息共享。 子站在运行的过程中要对多个主站 有支持的作用， 数据可以向若干个主站上发送， 同时其还要能够 准确的得到主站故障实际的分析结果， 朱站在运行的过程中一定 要能够根据自己的需要来使用子站的数据， 同时也能够借助子站 对保护定值进行修改等操作。3.2 系统的结构3.3 子站系统的构成子站系统结构如图 2 所示。3.4 系统关

5、键技术3.4.1 子站端口的通信接口。 当前很多保护设备还没有设置 一个统一的通信接口， 保护管理机在运行的过程中一定要具备很 多的装置和设备， 不同的设备在传输协议上存在着非常明显的不 同，通信软件接口的设计相对而言也更加的复杂， 每一种设备都 要编写相应的协议转换模块， 这样才能保证数据上传的质量， 对 于某些需要进行监控处理的变电站， 保护管理机一定要将设备的 所有数据转发到监控机当中。3.4.2 信息分类。 电网发生故障时， 如果子站的所有报警信 息都不加区分地显示到调度人员面前， 调度人员根本无法迅速地 对故障做出处理决策。 必须按照自检信息、 保护事件、 故障报告、 保护定值、模拟

6、量、开关量、脉冲量、录波数据等信息类型，对 搜集的数据进行合理分类。 在子站侧， 应根据信息的重要性和实 时性要求， 决定在故障方式时哪些信息能够迅速上传； 主站侧应 根据故障信息的类别而组成不同的信息表， 使调度人员一目了然地了解故障信息。3.4.3 对数据传输通道的适应。 目前很多地方都实现了变电 站到调度中心的数字化通信， 大大提高了数据传输效率， 但必须 考虑到模拟通道仍然普遍存在， 子站的数据上传需要实现断点续 传、分优先级管理、优先级抢断等，尤其不能因传输录波数据而 影响重要的故障信息传输； 同样，主站也要考虑接收数据的负载 均衡。3.4.4 主站的应用模块。 a. 故障测距模块。

7、 目前微机保护或 故障录波器采用的测距算法均基于单端测距算法， 该算法虽然可 以消除过渡电阻和负荷电流对测距的影响， 但是求解故障距离必 须用到对侧系统参数， 当对侧系系统阻抗变化时必将导致测距不 准，理论上无法对故障点的定位做到精确估算。 而主站的故障测 距模块可以在接收到故障线路两端的变电站相应录波装置的记 录数据之后，采用双端测距，解决单端测距原理上存在的缺陷， 使测距更精确。 b. 录波数据分析模块。 该模块具有综合计算分析 功能，可根据录波数据对故障时的模拟量等信息进行任意组合分 析：对称分量分析可以得到正、负、零序分量的大小和相位，并 能逐点显示故障前后各分量电压、 电流的变化量；

8、 谐波分析包括 基波和各高次谐波的电压、电流、有功功率和无功功率的分析， 可以分别显示各个波形， 并计算各次谐波量的有效值、 峰值以及 瞬时值等；阻抗分析能求出阻抗，并画出阻抗矢量图；频率分析 能显示和分析瞬时功率、平均功率、频率变化等波形。 c. 短路计算模块。 短路计算是继电保护整定计算和定值校核的基础。 本模 块能实现系统各种简单故障、 任意重复杂故障、 各种特殊网络结 构下的故障、直流系统各种典型故障及任意规模电网的故障计 算。 d. 整定计算和定值校核模块。整定计算模块能完成对电网、 发电厂、 变电站所装设的继电保护设备的整定计算， 整定计算过 程结束后，可根据计算结果数据库扫描需要更改定值的保护装 置，并自动生成定值通知单，定值通知单可以以Word 文档