電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

尚艷潔

摘 要 電力系統(tǒng)的完善對(duì)社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步起到了重要的推動(dòng)作用，當(dāng)前社會(huì)對(duì)電能的依賴性在逐年增加，對(duì)電能的需求量也在逐步增大，由此對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性提出了更高要求。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程會(huì)面臨各方面因素影響從而產(chǎn)生故障，因此需要對(duì)其采取一定的保護(hù)措施，本文就電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析作簡(jiǎn)要闡述。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù) 故障信息系統(tǒng) 設(shè)計(jì)分析

電力保護(hù)系統(tǒng)隨著電力行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大而應(yīng)用日益廣泛，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行提供了重要保證。但是仍然存在部分故障問題在解決的時(shí)候難度較大，因此需要設(shè)計(jì)完善的保護(hù)系統(tǒng)，通過對(duì)故障信息分析，從而找出解決問題的措施。

1 電力繼電保護(hù)與故障信息系統(tǒng)收集

從結(jié)構(gòu)方面來(lái)分析，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層包括了主站與通信層、子站與設(shè)備層。其中主站層作用是實(shí)施調(diào)度，作用的對(duì)象是工作站、管理系統(tǒng)，如打印機(jī)。功能體現(xiàn)在對(duì)下層數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并分析，將數(shù)據(jù)信息與其它的系統(tǒng)共享與交換。通信層功能體現(xiàn)在信息上傳、預(yù)處理。信息收集工作主要由子站完成，經(jīng)過通信層將其傳輸?shù)街髡緦?，方便工作人員進(jìn)行管理與存儲(chǔ)。子站層負(fù)責(zé)信息收集工作，經(jīng)過通信層傳遞至主站層。設(shè)備層包括微機(jī)保護(hù)設(shè)施、故障錄波器、GPS等，主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信息采集。

2 系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)工作遵循的原則

2.1 兼容與開放性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到兼容原有硬件與軟件系統(tǒng)，同時(shí)還要將未來(lái)發(fā)展情況考慮在內(nèi)，確保在使用過程中能夠兼容其它系統(tǒng)。用戶操作習(xí)慣不會(huì)受到影響，系統(tǒng)可擴(kuò)展性能夠體現(xiàn)。

2.2 可維護(hù)性

系統(tǒng)對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行維護(hù)盡量基于可視的前提，維護(hù)操作通過元件、窗口進(jìn)行。

2.3 可靠性

可靠性體現(xiàn)在系統(tǒng)具備容錯(cuò)能、自動(dòng)恢復(fù)能力，從而使安全性與可靠性目標(biāo)能夠順利達(dá)成，使整體系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3 電力繼電保護(hù)系統(tǒng)開發(fā)工作

3.1 硬件開發(fā)工作

主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)，系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，主站、子站連接采用的是通信網(wǎng)絡(luò)連接或者是專線形式，從而實(shí)現(xiàn)子站數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)，并分享其它主站的數(shù)據(jù)。受管轄的子站系統(tǒng)彼此間聯(lián)系與通信，主要利用的是專業(yè)的前置通信設(shè)備。為其它主站提供服務(wù)主要利用的是服務(wù)器主站，通過服務(wù)器及防火墻，在沒沒有得用戶授權(quán)的情況下，無(wú)法對(duì)用戶系統(tǒng)進(jìn)行訪問，系統(tǒng)的安全性能夠得到較好的保障。不同工作站配置了不同功能，以此能夠滿足不同用戶的差異化需求。

主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開發(fā)方面，由于繼電保護(hù)與信息系統(tǒng)設(shè)備各類比較多并且數(shù)量規(guī)模大，子站系統(tǒng)需要考慮如何有效的將設(shè)備與系統(tǒng)相連接，并且后期能夠?qū)υO(shè)備提供有效的維護(hù)，包括遠(yuǎn)程維護(hù)管理，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作需要考慮到通信接口相關(guān)問題。比如可以考慮利將光電隔離器和多串口設(shè)備連接，使串口問題得以解決。一般性設(shè)備與工控機(jī)連接通過交換機(jī)或者是接線器來(lái)完成。利用子站系統(tǒng)，設(shè)備層收集的信息可以傳遞到不同主站與后臺(tái)設(shè)備。子站后臺(tái)需要具備人機(jī)界面與初步處理數(shù)據(jù)的功能。一般情況下不建議建立后臺(tái)，特殊情況另外考慮，以此對(duì)系統(tǒng)管理與維護(hù)的成本進(jìn)行控制。

3.2 繼電保護(hù)與故障信息軟件開發(fā)

3.2.1 軟件開發(fā)結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)可以考慮分布式結(jié)構(gòu)，整體系統(tǒng)由不同的分布式系統(tǒng)組成，而分布式系統(tǒng)的組成又包括了獨(dú)立對(duì)象組件，組件位于不同的位置。以此確保在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)任何一臺(tái)設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，使系統(tǒng)開放性，可維護(hù)性、擴(kuò)展性得以良好體現(xiàn)。

3.2.2 操作平臺(tái)開發(fā)

為實(shí)現(xiàn)操作平臺(tái)的無(wú)關(guān)性，整體系統(tǒng)需要支持不同操作平臺(tái)。而作為獨(dú)立設(shè)計(jì)使用的服務(wù)器，對(duì)象持久化服務(wù)器分布于上層應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器二者之間，通過建立連接，使應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)能夠正常工作，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)不同類型故障信息匹配及轉(zhuǎn)換。

3.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展性

作為人機(jī)界面框架，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可可擴(kuò)展保證了數(shù)據(jù)操作。一般情況下，結(jié)構(gòu)功能包括面向方式，對(duì)系統(tǒng)圖、地理連線形操作。具備基礎(chǔ)性的窗口操作功能，并且是基于組織對(duì)象關(guān)系。人機(jī)界面友好，工作人員能夠便捷的開展操作。

3.2.4 事件通知

系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)、故障系統(tǒng)子站采集故障信息，之后對(duì)其進(jìn)行初步處理，將處理結(jié)束后的數(shù)據(jù)傳輸至主站。子站程序自動(dòng)對(duì)故障設(shè)備的相關(guān)信息進(jìn)行采集，并對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，形成事件信息結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)是事前已經(jīng)定義的，之后利用事件通知服務(wù)，通過標(biāo)準(zhǔn)接口調(diào)用事件通知服務(wù)接口，將信息傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)，做進(jìn)一步分析。

3.2.5 二次設(shè)備集合與數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集設(shè)備作為獨(dú)立存在的組件程序，基于接口服務(wù)器而構(gòu)建。其功能主要是對(duì)不同的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)與收集。數(shù)據(jù)采集工作進(jìn)行需要事件服務(wù)器提供一定的支持，之后選擇合適的傳輸方式。采集的信息存儲(chǔ)主要是數(shù)據(jù)庫(kù)完成，并關(guān)聯(lián)到相關(guān)的設(shè)備，形成事件日志。

3.2.6 設(shè)備對(duì)象在網(wǎng)關(guān)設(shè)置方面，通過對(duì)代理服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，將硬件設(shè)備變?yōu)楣δ懿煌膶?duì)象

功能對(duì)象在進(jìn)行訪問時(shí)引發(fā)硬件訪問。設(shè)備對(duì)象引用相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其與設(shè)備相關(guān)記錄關(guān)聯(lián)。對(duì)使用對(duì)象發(fā)行機(jī)制查詢可以利用設(shè)備號(hào)，同時(shí)可以從設(shè)備對(duì)象獲得功能對(duì)象。采用反向操作也可以獲得相應(yīng)的結(jié)果。因此對(duì)設(shè)備當(dāng)前靜態(tài)屬性與狀態(tài)進(jìn)行訪問可以利用設(shè)備完整對(duì)象，而不需要考慮到設(shè)備功能對(duì)象是否存在。

3.2.7 主站數(shù)據(jù)庫(kù)

采集得到的數(shù)據(jù)要依據(jù)預(yù)先設(shè)置的方式對(duì)其進(jìn)行處理，之后將存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，與其它主站交換。主站間的數(shù)據(jù)交換工作開展利用的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，將其作為數(shù)據(jù)交換工作的平臺(tái)。數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成包括了三個(gè)部分，表，表與表的索引，具有的字段等，通過索引對(duì)設(shè)備彼此間的關(guān)系進(jìn)行描述。表與表之間的索引關(guān)系只能是一對(duì)一，而不能是一對(duì)多，此時(shí)就需要考慮到關(guān)聯(lián)方向問，確保其合理并在此基礎(chǔ)上建立映射，對(duì)表的關(guān)系進(jìn)行描述。

4 結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)于整體電力系統(tǒng)而言意義重大，但是在運(yùn)行的過程中要實(shí)現(xiàn)更高程度對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)與管理，就需要收集信息對(duì)其分析，找出故障發(fā)生的規(guī)律及其深層次原因，從而采取針對(duì)性的解決措施。將繼電保護(hù)與故障信息收集有效的結(jié)合到一起，系統(tǒng)復(fù)雜而要求高，需要考慮到信息采集，傳輸及處理的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而確保系統(tǒng)能夠正常發(fā)揮其功能，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定提供保證。

參考文獻(xiàn)

[1]曾凡醒.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障信息采集及處理系統(tǒng)[J].科技展望，2015（32）.

作者單位

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