電廠繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)的應用研究

陳 濤

（國家能源集團諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引 言

隨著市場經濟的不斷發(fā)展，電廠管理工作受到了更多的關注。為踐行規(guī)范化電力系統(tǒng)維護管理原則，要著重落實標準化系統(tǒng)管理機制，促進電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。

1 電廠繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)

1.1 應用意義

對于電網工作而言，建立完整的繼電保護管控和故障信息管理模式能大大提升分析實效性，便于電廠開展階段性檢查管理工作。

一方面，工作人員只需要對系統(tǒng)數據進行對比分析，研究收集信息的相關內容，并建立對應的統(tǒng)計模式，就能結合信息數據反映出的問題落實相關工作，確保改善機制和管理機制切實可行，更好地提升故障檢修效率[1]。信息統(tǒng)計模式如圖1所示。

圖1 信息統(tǒng)計模式

另一方面，系統(tǒng)的應用能最大程度上提高電廠設備運行管理的安全性，打造穩(wěn)定可靠的運行環(huán)境，減少設備運行故障問題造成的經濟損失，真正意義上踐行安全效益和經濟效益并行的管理原則。

1.2 主要任務

子站配置RCS-9798保護信息管理裝置，光纖網絡和主站端以IEC60870-5-103和IEC60870-5-104規(guī)約完成相關工作，串口設計為RS232、RS422、RS485。對繼電保護過程涉及的信息數據、圖表、文件等予以集中管理，按照輸入、查詢、修改以及瀏覽的流程完成對應數據的匹配化管控，并集中分析數據之間的關聯(lián)性，有效反映出相關應用設備可能存在的問題，便于后續(xù)落實相應的處理工作[2]。

電廠管理內容較多，且管理對象具有層次多、涉及內容廣的特點，包括一次設備的相關參數和二次設備的相關參數，因此要對運行狀態(tài)進行實時性管控，并配合統(tǒng)計分析和圖檔管理等工作，結合系統(tǒng)的應用要求打造專業(yè)化分工結構。

2 電廠繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)具體應用

基于繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)的應用價值，在全面分析其組成內容的同時，按照對應歸屬要求落實具體工作，從而確保系統(tǒng)運行效率和管理效能最優(yōu)化。

2.1 系統(tǒng)組成

繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)要為裝置提供計算和分析服務，保證其綜合應用效果符合預期，最大程度上實現(xiàn)繼電保護專業(yè)管理目標。繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)主要包括主站、分站以及子站，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)組成

繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)主要圍繞電力數據網開展相關工作，以電廠具體應用管理要求落實相關工作，保證主站和子站的協(xié)調配合，建立完整的保護裝置[3]。在計算機技術、通信技術以及電子技術不斷發(fā)展的時代背景下，為進一步提升電廠系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，要結合不同環(huán)節(jié)落實更加規(guī)范的處理機制，維持信息采集、信息監(jiān)督分析以及管理的平衡。

2.2 系統(tǒng)運行

2.2.1 整體要求

系統(tǒng)裝置要求如表1所示。在繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)應用過程中，需要對電廠內的微機保護裝置、故障錄波器、智能電表等予以系統(tǒng)監(jiān)督，在分析處理基礎上深入整理采集數據，從而保證電廠電氣系統(tǒng)的運行管理效果符合標準。需要注意的是，結合職責和功能的差異性可知，不同的I-POFAS系統(tǒng)框架設計要求存在差異，系統(tǒng)中主站、子站以及保護裝置要基于以太網建立網絡安全管理方案[4]。

表1 系統(tǒng)裝置要求

主站系統(tǒng)包括錄波故障信息系統(tǒng)和保護錄波設備管理運行的系統(tǒng)，不僅要完成故障錄波器錄波信息的實時性采集，也要具備信息瀏覽和查詢功能，從而更好地完善故障管理工作。基于主站系統(tǒng)建立的子站系統(tǒng)，要借助信息采集裝置完成信息向一級子站的匯總管理，以確保信息分級監(jiān)管的及時性，避免冗余信息過多造成不良影響。

2.2.2 結構設計

繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)要對電氣系統(tǒng)故障信息予以綜合采集、傳輸、處理以及分析，并建立分布式、實時性管控體系，以便維持良好的設計效能。結構設計要保證采集的數據庫服務器數據管理和開發(fā)最優(yōu)化，以提升相關系統(tǒng)運行的規(guī)范性[5]。

（1）主站系統(tǒng)。系統(tǒng)本身具備子站接入區(qū)間和公共服務數據接入區(qū)間，結合其實際應用要求，構建繼電保護故障信息系統(tǒng)應用管理模式，保證系統(tǒng)在任何情況下都不會對繼電保護、故障錄波器和系統(tǒng)安全獨立性產生影響。主站系統(tǒng)結構如圖3所示。

圖3 主站系統(tǒng)結構

主站系統(tǒng)包括通信服務器、數據服務器、工作站、前置機、光電轉換器以及網絡交換機等，共同打造完整的應用管理體系，并能對一級子站進行實時性管控，建立對應的匹配關系，以保證相關工作順利開展。與此同時，主站系統(tǒng)中還需要配備運動機房，借助網絡交換機調控電量計費系統(tǒng)，借助路由器完成電力數據網信息監(jiān)管工作[6]。

（2）子站系統(tǒng)。子站結構要按照規(guī)范化要求落實具體工作，從而維持整體應用水平。子站結構劃分為一級子站和二級子站，結合具體的應用要求基于發(fā)電轉換器和光電轉換器完成具體工作。一級子站系統(tǒng)結構如圖4所示。

圖4 一級子站系統(tǒng)結構

一級子站主要是借助PC機管理子站內具體內容，包括故障錄波裝置信息、繼電保護信息等，借助遠方通信處理將整理后的信息內容直接回傳至主站系統(tǒng)。此外，一級子站還能完成子站內微機保護裝置、智能電表、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）通信等工作，基于通信規(guī)約完成實時性信息處理。與此同時，配合全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）技術完成對時信號的校準和二級子站的校準[7]。

二級子站主要是采集和處理對應保護裝置的內部數據，在匯總數據內容后直接上傳到一級子站。二級子站中，對應設備配電室是主要的信息獲取路徑，配合串口通信服務器就能完成保護裝置信息的實時性管理。一般要按照RS485完成布線處理，確保數據管理和數據傳遞控制工作都能順利開展[8]。

在繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)應用管控體系內，要借助對應的系統(tǒng)單元打造更加可控的故障信息管理模式，確保信息傳送、信息分析等均能滿足管理規(guī)范。繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)還能綜合考量運行管理人員的基本需求，提供較為科學的運維指導，在全面分析的基礎上制定更具針對性的工作計劃。

2.3 系統(tǒng)評價

在應用繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)后，借助階段性運行分析和校驗分析，保證系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，在滿足故障要求的基礎上，提升故障信息快速采集和傳輸的效果[9]。

系統(tǒng)本身具有較為良好的人機交互界面，能及時完成電廠一次系統(tǒng)主接線圖中主設備狀態(tài)信息的顯示，便于繼電保護管理人員及時發(fā)現(xiàn)問題并落實相關工作。采取智能化數據采集處理模式，在整理和歸類數據的基礎上，還能建立針對性的數據應用管理規(guī)劃，有效降低運行人員實地抄表的難度。

繼電保護和故障信息管理系統(tǒng)能結合故障保護事件的具體情況完成實時性通知，以保證檢修人員能第一時間了解相關情況，大大降低了搶修難度。借助信號復歸、定值召喚等功能模塊，繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)還能對大修或小修后的恢復情況進行定位跟蹤，保證恢復管控的及時性，提高設備運行管理質量[10]。除此之外，系統(tǒng)具備保護動作信息及時處理的功能，能結合實際情況顯示事件的詳細信息和故障簡報，從而為運行人員制定相應的管理決策提供更加直觀的依據。

3 結 論

繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)的應用具有重要價值，是維護和指導變電站常規(guī)管理的關鍵。通過充分優(yōu)化設計思路，實現(xiàn)電廠和電網故障信息管理的融合，提高故障問題定位水平，從而大大降低運維難度，為電力系統(tǒng)的可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實基礎。