RMS601保護信息子站系統構成及應用

摘要：本文介紹用于電力系統繼電保護故障信息系統的構成，以及國電南自RMS601保護信息子站系統的配置、功能。

關鍵字：繼電保護故障信息處理 子站系統 功能

1、引言

隨著變電站自動化、調度自動化技術的不斷發展，調度系統信息化、智能化水平已達到了很高的程度。繼電保護、安全自動裝置和故障錄波器已經成為電網的重要組成部分，在這樣的背景條件下，繼電保護故障信息處理系統應運而生，繼電保護故障信息處理系統主要涵蓋以下三個方面：

1. 對二次裝置的監視、控制、管理；

2. 快速獲取二次裝置在電網故障時產生的信息；

3. 對二次裝置所產生信息的綜合分析、利用。

2、總體結構

2.1繼電保護故障信息處理系統功能定位

繼電保護故障信息處理系統的功能定位在于對電網保護動作和運行狀態信息的收集與處理，并對保護裝置的動作行為進行詳細分析，是繼電保護人員、調度人員等其他人員快速分析、判斷保護動作行為、處理電網事故的技術支持系統。

2.2繼電保護故障信息處理系統基本要求

由于繼電保護故障信息處理系統跨地域、跨系統、功能復雜、接入設備種類繁多、數據和信息量大、保護裝置和系統應用的發展以及標準的變化不可預期，可靠性和安全性要求高，在系統建設時，必須重點考慮系統的開放性、可擴展性和可維護性。

2.3 繼電保護故障信息處理系統典型結構框圖

圖1 繼電保護故障信息處理系統網絡拓撲典型示意圖

說明：

1、子站系統：包括子站主機以及連接網絡型設備需要的邏輯隔離措施（設備）和連接串口型設備需要的串口服務器（多串口卡）。

2、子站與監控系統的連接可以通過串口也可以經采取邏輯隔離措施后通過網絡接入。

3、數據網交換機指安裝在數據網接口柜上供繼電保護系統設備接入數據網用的交換機。

4、主站系統：包括數據服務器、通信服務器及相關的接口設備等。

5、WEB服務器用來將主站接收到的信息經單向隔離裝置后向III區系統發布。

6、客戶機是供繼電保護人員或主站維護人員進行故障信息查詢，以及運行維護的工作站，一般安裝在辦公室，與主站主機處于同一安全區。

3、系統構成及應用

3.1設備接入和規約處理

國電南自RMS601保護信息子站可接入多種國內外規約，包括IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、四方保護規約、南瑞保護規約、南自保護規約、許繼保護規約、MODBUS 規約等。

子站將采集到的信息統一轉換為國際標準IEC60870-5-103 格式進行數據轉發，在網絡通信方式下（TCP/IP）采用 IEC60870-5-104代替 103 的鏈路層協議。

對于采集到的錄波數據，保護信息子站可將其轉換為 IEEE 標準的 COMTRADE 文件格式，還可按間隔、線路對波形數據進行分解重組，再上傳主站系統，以降低數據量、提高數據傳送效率。

子站可以按照重要程度對保護裝置上傳的數據分優先級，把重要數據優先傳送至主站。子站還可以設定數據的過濾規則，在數據上傳時過濾無關數據。信息分級和過濾的規則均可以通過配置工具靈活定義。

3.2數據存儲和轉發

國電南自RMS601保護信息子站具備大容量的內部存儲空間，并且具有 USB 接口，可以通過外接 USB 存儲器保存大量數據并進行數據交換，保證在通信中斷時不丟失任何數據，中斷時間過長時重要事件不丟失。保護信息子站進行數據存儲時可按數據的重要程度進行分級存儲。用戶還可以制定存儲策略，提高存儲空間的使用效率。還支持網絡硬盤功能，通過程序將重要的歷史數據存儲到網絡硬盤上。

子站系統具有向多個主站轉發數據的能力，可同時向多級主站進行轉發。 轉發通道支持數字通道、模擬通道，TCP/IP 網絡等多種通信方式。子站系統在設計上參考 IEC61850 通信網絡和系統的規定，系統的數據建模遵循 IEC61850 標準，支持 IEC61850 體系與主站通信。

3.3子站監控后臺功能

保護信息子站通過以太網向子站監控后臺轉發所有的數據，實現對本站的裝置參數、運行數據、故障信息等的監視。子站監控后臺可以對保護信息進行分類、分級保存及必要的數據處理，并通過全圖形化界面提供數據顯示、查詢、檢索等功能。

3.3.1監視和報警

子站監控后臺能夠把采集到的事件按重要程度進行處理和存儲，可進行聲光等各種形式報警，并可由事件觸發預先定義的動作，如彈出畫面、打印等。還可以對事件設置過濾條件和提供多種檢索手段。用戶可以監視站內所有接入裝置的通信狀況和本系統中各部分的運行工況，異常情況立即報警；

3.3.2子站監控后臺

可對站內保護設備的基本信息和運行信息進行管理：

1.基本信息管理：包括廠站、一二次設備的名稱、屬性、參數等，如對廠站名稱、變壓器、發電機、斷路器、CT 變比、裝置型號、軟件版本等。用戶可通過地理接線圖、廠站接線圖等圖形導航對設備進行逐級查找，也可以用名稱類型等關鍵字進行精確或模糊查詢；

2. 運行信息管理：保護當前運行狀態（正常運行、裝置告警、網絡不通） ，保護定值及組別，保護實時上送的模擬量、開入量，保護投退和檢修的時間、原因，保護裝置異常、啟動、動作報告等；

3. 統計分析：綜合各種故障信息，如保護動作信號、斷路器動作信號、故障前后電壓電流及采樣值等，進行判斷并形成動作分析報告，并可按時間、元件等形成開關動作次數、保護正確動作率、連續運行時間等統計報告。

2.3.3錄波分析

1. 波形顯示：對生成的波形圖可按橫向和縱向進行任意縮放，平移，著色，疊加等操作，并可實時顯示光標所指位置電氣量數值，同時標注各模擬電氣量的有效值、相角、峰值；

2. 諧波分析：分析各模擬電氣量的各次諧波，直流分量，計算諧波總畸變率，各次諧波含有率，并以棒圖的方式顯示；

3. 序分量分析：分析計算故障期間模擬電氣量的正、負、零序分量，并以矢量圖的方式顯示故障期間序分量的變化軌跡。