变电站继电保护信息管理系统

变电站继电保护信息管理系统

1.1概述

1.1.1项目研究的意义

此系统的建立的目的是给故障诊断和故障恢复部分采集并提供完整的继电

保护装置信息，同时也可以为相关变电站运行值班人员和继电保护专业人员提

供更加完整的继电保护装置信息，以便于事故分析、判断和处理。

此系统目前包括和平变330kV站、桃树村220kV站和龚家湾220kV站。由

于通信通道原因，华林110KV站和北开关110KV站还未投入运行。

接入保护设备包括：

南瑞继保LFP-900、RCS9000系列微机保护

国电南自WXB-11、PSTI200、PST600系列微机保护

四方公司CSL-100系列微机保护

变电站保护信息管理系统可以作为：

事故处理的依据。电力系统发生故障后，目前，多是通过厂站值班人员人工

观察记录后通过电话汇报，其准确性和快捷性都不能令人满意。尤其对复杂事

故的处理时，及时、准确地获取故障后保护动作信息具有十分重要的意义。

事故分析的根据。故障后迅速传送到调度端的准确、完整的保护动作信息

对保护人员及时、准确地掌握电网故障情况，分析保护动作行为，排除事故分析

中非技术因素的影响，提高事故分析水平，具有十分重要的作用。

拓展故障数据的应用范围。利用站端信息与继电保护管理和统计分析程序

接口，通过联网采集多端同步数据，便于对电网安全稳定性的深入研究。

1.1.2基本原理

变电站继电保护信息管理系统是将变电站内各电气元件的继电保护装置信

息按照不同的规约接入并传输到保护管理机，保护管理机将这些采集到的信息

进行分类管理，并按照“地区电网调度决策支持系统”主站故障诊断和故障恢复

所需数据源的要求，将继电保护信息上送主站统一数据平台。

保护管理机以轮巡方式采集保护装置报警动作信息，轮训时间符合保护信

息管理系统对实时信息的速度要求。自动采集、过滤、打包和传送系统故障与装

置异常情况下的报文。接入设备中：国电南自设备支持94规约，南瑞设备支持

LFP规约和IEC60870-5-103规约，四方装置采用CSM300E将LONWORKS网

报文转成IEC60870-5-103报文，3种规约均为问答式规约，每站设置1台管理

机，管理系统不影响原有继电保护装置的独立运行。

由于保护信息与远动信息专业要求不同，采集的对象和处理的目的均有区

别，因而对采集的数据量、数据格式、实时性要求及可靠性要求也就不同。远动

信息主要是为实时调度服务，采集的信息量较少，但实时性要求很高（传输时间

一般不大于3s,特殊的小于1s）;而保护信息管理系统采集的是保护动作报告（含

故障前后的采样数据）、装置运行状态、定值维护情况、等庞大的数据。

1.2变电站保护信息管理系统基本功能和特点

a基本功能

•完成各装置通信规约的转换：可实现多个通道，多种远动规约转换，

数据来源包括，485,232网络，经四方FOOE转出的LonWorks网，目

前支持，1EC60870-5-I03,LFP,94规约.

•通过保护信息管理系统对各装置实时查询，对各装置的保护事件自

检信号，在就地数据库分级记录，在当地给出明确的提示信息。正常时

上送装置的告警信息，电网故隙时，上送保护的动作信息，及时把数据

传送给兰州地调。

•通过保护信息管理系统对装置的定值以及参数可以调阅，可以查阅

各装置的历史记录和当前状况，不支持定值修改；

•信息的安全管理。子站对信息的删除、修改都设置权限管理，与网络

的通讯进行安全校核，非授权用户将拒绝使用；

•主站对时功能。

b装置特点

•支持多通道，多规约，可以依据接入装置灵活添加特殊规约。

•数据库采用强大的ORACLE数据库，可以保存长时间的保护装置报警

动作原始记录。

•实时系统，响应迅速。

・调试简单，界面友好，现场自动运行，维护，作量小。

1.2.1软件实现

系统编程采用VisualC++实现，数据库采用Oracleo按功能将程序分为如

下模块：多线程轮巡部分，报文处理解释部分，俣护装置信息上传部分，数据库

写入部分，数据库查询部分，界面显示部分。程序结构清晰，完全符合规约逻辑

要求。

1.3主站与子站的通讯内容

主站与子站之间以104规约进行通讯，具体通讯内容如下表:

故障信息

信息方向信息内容报文说明

系统处理

一般报文

（控制）召唤一级数据

（控制）召唤二级数据

子站是否有

（监视）确认（ACD=1）

请求

主站下发命令

广播对时不处理

总召唤

召唤装置故障历史

信息

子站上传报、文

保护事件

突发数据自检信息

开关量变位

装置的定值

总召唤回

上送双点信息状态

答

总召唤结束

1.4通信规约概述

子站系统中共涉及3种通信规约，分别为IEC60870-5-103,LFP,94规约。

下面以103规约为例简要说明报文格式和通信过程：

ASDUADDR装置物理地址

ADDR

功能类型FUN表怔开关量的FUN和INF,详

FUN见各保护装置103信息表

信息序号INF

INF

1字节双000C00DPI为2位数组。值=0/3为无

点信息DP意义；值=1为分状态；值=2为

DPII合状态。

4个字节D7时打ms2个字节的二进制亮秒时间(低

的二进制DO字节在前)

时间D15

D8

IV备时标min1个字节分钟，2=0为有效；

用=1无效

S时标h1个字节小时,SU为夏时制标

U志

附加信息SIN1个字节。仅总查询有效，否则

SIN无意义。

ASDU2(02H)上送保护动作信息

类型标识02H注释

TYP

VSQ81H间隔装置每一桢只送一个动

作信息

传送原因01H突发报文

COT

ASDUADDR装置物理地址

ADDR

功能类型FUN动作元件的FUN和INF,详

FUN见各保护装理103信息表

信息序号INF

INF

1字节双000000DPI为2位数把。值=0/3为

点信息DPI无意义；值=1为分状态：值

DPI=2为合状态。

相对时间相对东响RET2进制数组，单位毫秒。表示

RET从装置启动到该元件动作的

2个字节相对时间

故障序号故曲序号FAN2进制数组，月以识别故障。

FAN每一次启动，故障序号加1o

2个字节如果重合于永久故障，将记

录2次单独的故障序号。故

障序号不用复位或预置

4个字节D7时标ms2个字节的二进制亳秒时间

的二进制DO（低字节在前1

时间D15

（变位的绝

D8

对时间）

IV备时标min1个字节分钟，IV=0为有效：

用=1无效

s时标h1个字节小时，su为夏时制

u标志

附加信息1个字节。仅总查询有效，否

SIN

SIN则无意义。

1.4.2103处理简要流程图

1.4.3装置初始化过程

103规约是一点对多点的主从Polling（问答）方式。正常状态下，控制系统

（总控单元）依次轮询各个间隔装置的2级用户数据，如果间隔单元产生1级

数据，通过上送的2级数据报文控制域中的ACD标志位，请求控制系统查询1

级数据。通常控制系统查询完某个间隔单元的一级数据后，则继续开始对下一

个单元的查询。这是正常通讯的一个基本过程。

控制系统在开始新一轮发送/确认服务时，改变下发报文控制域中桢记数位

FCB的状态。如超时•（等待时间50ms）未收到间隔单元发回的确认桢或响应桢，

则不改变FCB状态重发原报文，最大重传次数为3次。如果重发3次后仍收不

到应答报义，则首先发复位桢记数位（FCB）复位命令，如果仍收不到应答报义，

则复位通讯单元（CU）。复位桢记数位（FCB）复位把FCB置0、发送缓冲区不

清零。复位通讯单元（CU）把FCB置0、发