变电站继电保护故障信息远程传输系统设计 吴慧

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:吴慧1 何一冰2
[导读] 摘要:随着信息技术和电力行业的快速发展,泛在电力物联网的推广与建设,电力数据的管理和传输也朝着智能化和信息化方向发展。
        (1.中机国能浙江工程有限公司  浙江杭州  310051;2.南京长德人力资源有限公司  浙江杭州  310051)
        摘要:随着信息技术和电力行业的快速发展,泛在电力物联网的推广与建设,电力数据的管理和传输也朝着智能化和信息化方向发展。变电站的继电保护系统作为电网的运行安全监视和故障处理系统,在保障电力系统稳定运行的过程中有着不可替代的作用。为了全方位了解电网运行信息,实现对继电保护故障信息的分析。辅助电网调度人员的决策,提高电力系统设备管理和电网故障处理的自动化水平,本文对变电站继电保护故障信息远程传输系统进行了研究。该系统使用3层结构设计方式,采用SQLServer2008作为数据库管理系统。基于Socket网络编程技术,通过客户端和服务器分别部署方式,实现了对数据信息的管理与传输。
        关键词:自动化运维;故障信息传输;继电保护;信息监控
        1 引言
        为进一步提高电网故障处理效率与电力系统自动化运行水平,文中对变电站继电保护的故障信息远程传输系统展开研究。继电保护系统的运行状态会直接关系到变电站设备的运行安全。随着现代科技的不断发展,在设计继电保护系统的过程中,设计质量正在不断提高,系统的运行过程也更加可靠。在建设系统的过程中,将数字化等先进的技术融合到系统的设计中,可以提高设备运行的可靠性,完善系统的各项功能。电力企业在进行系统设计时,需要研发一些新型的技术,以促进系统更好的发展。
        2 变电站运行特点
        智能变电站是在通信网络技术的基础上进行了系统的建设,而且采用了集成信息测量的模式,在进行电网建设的过程中,已经实现了数字化管理模式。智能变电站的建设特点就是对数据信息进行采集,可以实现信息之间的传播和共享,实现了网络化发展,并且在进行设备管理的过程中,可以通过集成化信息技术的应用,对设备的故障问题进行准确的检测和维修,在检修过程中具备更高的技术优势。智能变电站应用了新型的电子互感器设备,可以通过模拟数字信号对数据信息进行采集和传输,而且应用了智能化的断路器设备,提高了变电站的自动化水平。智能变电站在建设的过程中,建立的继电保护系统,在运行的过程中消耗的资源更少,而且运行的可靠性更高。与传统的保护装置相比,智能保护系统存在一定的特殊性,在应用的过程中,拓宽了数据信息的提供途径,而且在进行设备安装和维护的过程中,存在一定的技术性优势,但是也给工作人员提出了更高的要求。这些装置在应用的过程中灵活性更高,通常需要对设备和线路进行调试。在调试的过程中,技术人员必须深入了解各项装置的结构、原理以及功能特点,需要采取不同的调试方式对装置进行调试工作,以保证保护装置的稳定运行,从而提高系统运行的稳定性。
        3 系统设计
        3.1 功能设计
        变电站继电保护故障信息远程传输系统,以继电保护故障信息管理为基础,通过对变电站一次和二次设备进行故障检测,完成对告警信息的数据打包与发送,传输调度中心的调度指令。同时囊括了统计分析功能和系统管理功能,故障监控模块用于实现对变电站设备的故障监控与管理;运维管理模块通过接收上级管理部门的工单派发数据,完成对变电站设备的维修;统计分析功能用于实现对变电站故障信息的统计,从而做出相应的故障预测与检修计划安排。因此,系统管理用于实现对系统的功能管理。
        3.2 系统架构设计
        变电站继电保护管理信息系统架构分为三层,即表示层、业务逻辑层以及数据访问层。

系统与数据库中间的交互部分,即系统的数据访问层,所以,在Oracle数据库中,需具备设备信息表和巡视工作人员表。应优化该数据库的设计,使其能够为业务逻辑层功能的实现提供支持。在系统程序编写过程中,需结合数据的具体要求,使通用数据访问方法设计得以完善,即实现其增减删改以及备份等功能。数据访问层主要提供各类数据组合访问信息,经业务逻辑层封装成为不同的函数,为表示层的访问提供便利。对于表示层,界面展示是其功能实现的关键,应结合系统的具体需求,优化设计功能界面,做到操作便捷、实用性高且美观,实现以直接的方式通过业务层函数的调用,让各部分功能得到有效实现。在设定系统的过程中,需要对系统的结构进行优化,需要设置新的网络作为过程层的网络,以提高系统运行的安全性。传统的变电站在进行系统设置的过程中,通常每个二级系统之间的数据采集程序都会出现冗余现象。智能变电站的建设可以采用数据信息的统一采集方式,确保数据源能够达到统一。在建设系统的过程中,是以继电保护为核心进行系统设计的,而且避免了在进行数据采集的过程中出现冗余现象,减少了采集过程的延迟时间,提高了继电保护运行的可靠性。
        3.3 物理链路通信在线监测
        为了可以对二次回路物理链路通信状态进行有效的监测,应该对过程层继电保护设备的物理链路拓扑结构信息进行深入的了解,不管应用组网通信办法,还是点对点通信模式,可以把继电保护过程层通信视作发送和接收方的通信链路。光纤通信链路主要由接收方数据端口、发送方数据端口和点对点光纤构成。采用光纤链路进行二次回路监视,通信状态的监视需在接收方实现,如果光纤链路存在异常,则无法得到有效的数据信息,可以推断出光纤链路产生问题,但不能准确定位是发送方、接收方还是链路存在异常。为了更好地实现对光纤链路运行状态监视,数据信息接收装置应该对异常信息进行准确的识别,需要从数据发送设备角度进行定义。过程层继电设备光纤数据发送存在问题多是由于装置运行存在问题,或者是因为插件异常运行引起的,智能变电站很多的继电保护设备都会形成链路异常信号。智能变电站二次回路在线监测可以全面处理所有链路的异常警报信息,并结合通信拓扑结构方式,来推断出出现故障的可能性,从而准确定位在那个环节中出现运行故障。
        3.4 继电保护系统运行状态监测信息传输模式
        在实际应用过程中,智能终端及合并单元为过程层网络设备,数据信息分析和判断功能是由站控层网络完成的,所以,获取到的继电保护在线运行状态信息无法直接上传,可以应用下述办法来对监测数据进行上传:(1)利用测控装置完成数据信息的转换,在线监测运行信息可以利用GOOSE、SV来形成报方,然后输送给监测控制装置,获取到具体报文信息后,按着数据报文规范要求把信息上传到监测系统。(2)采用网络分析装置来完成数据信息的转发,该装置要以获取到网络过程层面传输的在线监测数据信息,对数据报文进行解析以后,可以经过MMS报文来完成端口数据的转发。可以把两种数据上传方式结合起来,继电保护状态信息都在使用过程中生成的,针对数据突变可能性不大的信息,数据采集的周期可以适当延长,不需要高传输速率的数据传输方式。
        4 结语
        做好智能变电站继电保护状态监测,可以更好地发挥出电力设备的性能,避免较长时间的停电。减少电气故障发生的可能性,更好地提升智能变电站供电可靠性,企业的经济效益也会进一步提升,在线监测技术值得大范围推广。电力系统变电站继电保护故障信息远程传输系统,提高了电网的自动化运行水平。本文采用分层解耦的方式完成了系统功能的实现。
        参考文献:
        [1]刘琨,黄明辉,李一泉,等.基于状态信息关联关系的智能变电站继电保护在线监测方法[J]. 现代电力,2017,34(6):95-91.
        [2]郭采珊,蔡泽祥,潘天亮,等.基于信息可达性的智能变电站继电保护系统风险评估方法[J]. 电网技术,2018,42(9):3041-3048.
 
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