繼電保護故障信息智能分析方法談

謝榮強　熊煒

【摘 要】隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)迅速發(fā)展，繼電保護裝置以及數(shù)字式故障錄波器應用越來越普及，數(shù)字式故障錄波器以及保護系統(tǒng)在一次性系統(tǒng)發(fā)生故障后，通過錄波器及時記下系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，在故障信息遠傳的過程中，為故障綜合分析、處理提供依據(jù)。隨著智能型繼電保護故障信息系統(tǒng)的提出，對繼電保護系統(tǒng)正常運用具有重要作用。本文結(jié)合我國繼電保護故障信息智能分析方法，對系統(tǒng)主要功能、系統(tǒng)構(gòu)成及功能實現(xiàn)進行了簡要的探究和闡述。

【關鍵詞】繼電保護；故障信息；智能分析；系統(tǒng)功能

在美國SEL公司中，通過SEL2020線路保護信息，將信息進行多串口處理，以星型對點的連接方式，對站內(nèi)不同保護進行連接，在主站系統(tǒng)和MODEM相連中，ABB公司，利用LOOP方式的500系列進行保護連接，在就地計算機以及光電轉(zhuǎn)換器串口連接中，經(jīng)過MODEM和系統(tǒng)主站進行連接。在這個過程中，主站系統(tǒng)利用專門的軟件分析，進行自檢信號、整定值、故障動作信號以及簡單故障信息查看，在模擬通道調(diào)看中，明確實時采集值。從相關設備運行情況來看，由于各個故障錄波器、繼電器通訊數(shù)據(jù)都是封閉的，在不對外開放的過程中，每個型號裝置、制造廠家都有自己的分析、通訊軟件，通過選用不同類型的數(shù)據(jù)格式、通訊規(guī)約，相互之間不能進行數(shù)據(jù)共享；繼電保護系統(tǒng)為了順利查看各個裝置數(shù)據(jù)，必須安裝分析軟件以及通訊規(guī)約，由于操作復雜，很多進口設備在還未漢化的過程中，對人員調(diào)度造成了很大的影響。

一、繼電保護故障信息系統(tǒng)主要功能

根據(jù)實際調(diào)查研究顯示：當系統(tǒng)連續(xù)多次發(fā)生霧閃故障時，故障錄波器以及就地保護裝置就會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)；目前，我國運行經(jīng)驗中，有用信息只占總信息的30%到40%，或者更少；當數(shù)據(jù)必須傳輸?shù)秸{(diào)度端時，不僅會耗費大量的通訊時間，在有可能造成通訊道路阻塞的同時，相關技術(shù)人員必須耗費大量的精力進行處理，有時在故障后幾天進行處理，有時則需要更長的時間才能明確各種故障過程，從而對調(diào)度人員事故判斷造成了很大的影響。

在繼電保護系統(tǒng)中，為了有效利用故障錄波器相關故障信息，必須增強故障分析能力，在推動事故處理速度的同時，建立智能型信息故障處理體系，從而方便變電站不同類型的制造廠家以及繼電保護裝置、故障錄波器進行信息集中、傳輸處理，為系統(tǒng)提供統(tǒng)一的分析界面。在這個過程中，不僅可以增強信息傳輸速率，減省通訊線路以及通訊接口，在操作簡化、方便掌握的過程中，對全面、簡單、快速獲取調(diào)度端故障信息，及時編制事故處理方案具有重要作用。

在故障綜合系統(tǒng)分析中，為了保障信息綜合利用以及共享，在系統(tǒng)建立前，必須根據(jù)不同使用者對系統(tǒng)的要求，以及不同的故障信息范圍和系統(tǒng)響應時間。在故障發(fā)生后，調(diào)度人員能夠盡快獲得故障信息，明確系統(tǒng)開關跳閘、故障準確位置以及動作保護行為，從而方便系統(tǒng)快速恢復。因此，繼電系統(tǒng)保護人員必須充分了解整個故障過程的各種保護裝置的詳細行為動作以及專門信息，在準確掌握故障電流變化狀態(tài)的過程中，明確各個故障對系統(tǒng)保護裝置的影響；由于系統(tǒng)信息量要求較大，在時間沒有調(diào)度人員緊迫的過程中，必須對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行分類管理。

在故障系統(tǒng)信息綜合處理中，繼電保護系統(tǒng)能實現(xiàn)不同設備之間的數(shù)據(jù)傳輸以及規(guī)約轉(zhuǎn)換，在就地保護中，讓故障錄波器時鐘始終同步。在裝置中，為系統(tǒng)自動化監(jiān)控提供相關數(shù)據(jù)，它不僅具有故障信息集中處理的功能，在智能化處理過程中，能夠適應不同類型的工作需求；同時，在故障雙端測距計算中，通過增強測距準確性，讓系統(tǒng)擁有靈活的上網(wǎng)方式，和MIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)以及接口交換。

二、系統(tǒng)功能構(gòu)成以及實現(xiàn)

在繼電保護故障信息智能系統(tǒng)中，系統(tǒng)主要由故障錄波器、保護裝置、調(diào)度端主站以及就地子站構(gòu)成。

（一）就地子站

在就地子站中，它可以配置一臺計算機作為繼電保護系統(tǒng)信息故障管理機，通過微機保護以及故障錄波器，為變電站提供了良好的形成裝置以及數(shù)據(jù)采集；通過變電站不同類型的數(shù)字保護、故障錄波器以及通訊口，進行通訊，在信息收集的過程中，進行初步計算分析，將數(shù)據(jù)形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件存儲格式，如：COMTRADE格式等，使用通訊網(wǎng)絡，再進行主站傳輸。為了滿足通訊網(wǎng)絡發(fā)展，該裝置采用多種途徑進行傳輸，例如：公用電話網(wǎng)、MODEM或者專用數(shù)據(jù)網(wǎng)等；子站通過有效數(shù)據(jù)自動上傳的方式，不斷支持遠方主站的Polling，進行觸發(fā)啟動。

為了保證系統(tǒng)信息獲取力度，不同的故障錄波器以及保護裝置使用不同的通訊規(guī)約，在制造廠家提供文本規(guī)約的過程中，進行對應的規(guī)約轉(zhuǎn)換；通過標準通信協(xié)議，實現(xiàn)遠方主站和就地子站監(jiān)控內(nèi)部系統(tǒng)。在GPS和就地子站節(jié)點對時、軟對時向結(jié)合時，信息管理機根據(jù)系統(tǒng)裝置，進行對時命令，從而校正時鐘；當就地子站GPS失效時，通過主站，進行命令。

另外，該系統(tǒng)為主站自動化監(jiān)控系統(tǒng)也提供了良好的數(shù)據(jù)，裝置根據(jù)定義用戶，在明確自動化數(shù)據(jù)量傳輸?shù)耐瑫r，從根本上實現(xiàn)故障錄波器、保護以及站內(nèi)控制系統(tǒng)數(shù)字通信，從而減省二次電纜數(shù)量，轉(zhuǎn)換硬電纜連接方式。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，和它相關的保護動作以及故障錄波器啟動，在不同裝置的變電站中形成故障信息。由于數(shù)據(jù)、采集形式不同，使用不同的數(shù)據(jù)格式、速率，裝置記錄在既有補充，又有重復的情況下，將信息融為一體，形成有用的信息是系統(tǒng)的要求。因此，在實際工作中，必須有效收集數(shù)據(jù)，在相關條件下，進行篩選，通過濾去重復信息，在子站建立數(shù)據(jù)庫，對各個信息進行存儲，再根據(jù)要求進行數(shù)據(jù)分類，明確上傳優(yōu)先級別。

（二）調(diào)度端主站

為了保障繼電保護系統(tǒng)正常運行，在調(diào)度端中，必須配置相應的數(shù)據(jù)卡儲器、CRT調(diào)度臺、服務器、CRT繼電保護工程師站以及打印機等。在主站建立中，根據(jù)管理保護以及調(diào)度人員的不同需求，設置相應的人機對話界面。在簡單的報警窗中，保護詳細數(shù)據(jù)、就地保護以及故障錄波器對話窗等；在多樣對話框、分析界面漢化的過程中，主站必須配備專門的管理系統(tǒng)，上傳各個子站信息，根據(jù)數(shù)據(jù)類型、優(yōu)先等級以及數(shù)據(jù)從屬對象進行分類、綜合，從而形成完整的數(shù)據(jù)表。

在數(shù)據(jù)分析中，主站必須綜合各個子站優(yōu)先上傳的動作行為以及情況，在形成簡要的報表的過程中，對畫面進行快速調(diào)度，在收到簡要信息后，根據(jù)相關工具，明確相應調(diào)用的信息。另外，主站系統(tǒng)還必須擁有完善的軟件分析系統(tǒng)，通過模擬量采集，進行系統(tǒng)諧波分析。在系統(tǒng)實時功能相應中，子站和主站必須具有良好的相應功能，例如：保護裝置召喚的整定值，在和存儲系統(tǒng)核對中，進行自檢報告、模擬通道測量值召喚，從而保障系統(tǒng)信息共享以及系統(tǒng)安全。

三、結(jié)束語

為了增強繼電保護系統(tǒng)智能化自動分析、綜合處理，在實際應用中，必須充分引用通訊技術(shù)、計算機網(wǎng)絡以及通信技術(shù)特點；在增強故障使用效率的同時，促進調(diào)度人員故障后信息系統(tǒng)恢復，推動電力系統(tǒng)發(fā)展以及經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1] 聶宇本，顏珣.智能型繼電保護故障信息處理系統(tǒng)[J].繼電器，2002，30（7）：51-53.

[2] 王衡.繼電保護及故障信息系統(tǒng)通信體系的研究[D].山東大學，2009.

[3] 黃樹幫.電網(wǎng)繼電保護及故障信息處理主站系統(tǒng)中故障測距和通信規(guī)約的研究[D].東南大學，2005.

[4] 王寧，李巖軍，劉蔚等.適應智能調(diào)度的繼電保護故障信息系統(tǒng)改造[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（8）：12-17.

[5] 張瑞春.繼電保護故障信息系統(tǒng)分析與研究[J].城市建設理論研究（電子版），2011，（26）.