繼電保護(hù)定值遠(yuǎn)程安全整定方案研究

相倩楠

國網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司

繼電保護(hù)定值遠(yuǎn)程安全整定方案研究

相倩楠

國網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司

本文分析了繼電保護(hù)定值遠(yuǎn)程整定過程中所存在的風(fēng)險，之后進(jìn)一步研究遠(yuǎn)程安全整定繼電保護(hù)定值的方法，并從多個方面提供遠(yuǎn)程安全整定的具體解決方案。通過遠(yuǎn)程整定繼電保護(hù)定值具體方案的應(yīng)用，可以較大程度提高繼電保護(hù)裝置的維護(hù)管理效率，為變電站實現(xiàn)無人值班站、調(diào)度主站實現(xiàn)調(diào)控一體化提供技術(shù)支撐。

繼電保護(hù)定值；遠(yuǎn)程整定；安全整定

1 定值遠(yuǎn)程整定實現(xiàn)方案

繼電保護(hù)定值的遠(yuǎn)方整定功能可以由多種方案實現(xiàn)，在不同的系統(tǒng)中實現(xiàn)方案不同，如繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)通過變電站故障信息子站實現(xiàn)；EMS系統(tǒng)通過變電站遠(yuǎn)動裝置實現(xiàn)等等。可以實現(xiàn)保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方查看修改定值、遠(yuǎn)方切換定值區(qū)號、遠(yuǎn)方查看投退軟壓板和遠(yuǎn)方復(fù)歸保護(hù)信號等遠(yuǎn)方控制功能具體方案如下：

1.1 故障信息系統(tǒng)實現(xiàn)

通過繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)實現(xiàn)保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方查看修改定值、遠(yuǎn)方切換定值區(qū)號、遠(yuǎn)方查看投退軟壓板和遠(yuǎn)方復(fù)歸保護(hù)裝置信號等遠(yuǎn)方控制功能，此方案的前提是：1)繼電保護(hù)裝置支持通過通信方式進(jìn)行上述的遠(yuǎn)方控制功能；2)繼電保護(hù)故障信息子站支持接收、處理并轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)方控制命令；3)繼電保護(hù)故障信息主站支持遠(yuǎn)方控制保護(hù)裝置功能并提供相關(guān)控制操作界面。

該方案在變電站端配置繼電保護(hù)故障信息子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將全站的繼電保護(hù)裝置接入子站，故障信息子站或者通信管理機(jī)實現(xiàn)各保護(hù)裝置的通信接口及通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，具備從故障信息子站進(jìn)行保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方查看修改定值、遠(yuǎn)方切換定值區(qū)號、遠(yuǎn)方查看投退軟壓板和遠(yuǎn)方復(fù)歸保護(hù)裝置信號等遠(yuǎn)方控制功能。同時，還需要將繼電保護(hù)故障信息子站通過網(wǎng)絡(luò)通道接入調(diào)度端的故障信息主站，使用IEC103標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(如《中國南方電網(wǎng)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)主站-子站通信與接口規(guī)范》、《中國國家電網(wǎng)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》)實現(xiàn)主子站的數(shù)據(jù)交換和命令傳輸。此方案的主要優(yōu)點如下：(1)方案實施時對運行的裝置和其它系統(tǒng)影響較小；(2)方案適用現(xiàn)有工程或者新建工程；(3)工程實施比較簡單。

此方案的主要缺點如下：(1)變電站需要專門配置、建設(shè)繼電保護(hù)故障信息子站；(2)如果故障信息系統(tǒng)獨立組網(wǎng)接入保護(hù)裝置，要求保護(hù)裝置需要有多個獨立的通信接口，對于改造變電站還需要重新組網(wǎng)；(3)調(diào)度主站需要專門配置、建設(shè)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)。

1.2 EMS系統(tǒng)實現(xiàn)

通過遠(yuǎn)動裝置和調(diào)度EMS系統(tǒng)實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方查看修改定值、遠(yuǎn)方切換定值區(qū)號、遠(yuǎn)方查看投退軟壓板和遠(yuǎn)方復(fù)歸保護(hù)裝置信號等遠(yuǎn)方控制功能，此方案的前提是：1)繼電保護(hù)支持通過通信方式進(jìn)行上述的遠(yuǎn)方控制功能；2)變電站遠(yuǎn)動裝置需要升級，增加實現(xiàn)IEC103標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的接收、處理和上傳調(diào)度功能；3)調(diào)度EMS主站系統(tǒng)需要升級，在現(xiàn)有的IEC101標(biāo)準(zhǔn)或IEC104標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)IEC103數(shù)據(jù)的傳輸和解析，支持遠(yuǎn)方控制保護(hù)裝置功能并提供相關(guān)控制操作界面。

該方案對變電站端遠(yuǎn)動裝置進(jìn)行升級，將全站的繼電保護(hù)裝置接入遠(yuǎn)動裝置，如果保護(hù)裝置無法直接接入遠(yuǎn)動裝置，需要通過通信管理機(jī)實現(xiàn)各保護(hù)裝置的通信接口及通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換之后再接入遠(yuǎn)動裝置。但是遠(yuǎn)動裝置和調(diào)度EMS系統(tǒng)的通信協(xié)議一般采用IEC101標(biāo)準(zhǔn)或者IEC104標(biāo)準(zhǔn)，此類通信協(xié)議主要面向于遠(yuǎn)動業(yè)務(wù)的六遙數(shù)據(jù)的傳輸，并不支持保護(hù)定值等信息的傳輸和控制，所以需要對IEC101標(biāo)準(zhǔn)和IEC104標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)充定義支持保護(hù)信息的傳輸。考慮到IEC103標(biāo)準(zhǔn)是專門針對繼電保護(hù)設(shè)備信息接口進(jìn)行的定義，所以在IEC101標(biāo)準(zhǔn)和IEC104標(biāo)準(zhǔn)中擴(kuò)充類型標(biāo)識，將IEC103標(biāo)準(zhǔn)的通用訪問數(shù)據(jù)單元(ASDU)報文進(jìn)行嵌套打包，實現(xiàn)在遠(yuǎn)動裝置和調(diào)度EMS主站之間使用IEC101標(biāo)準(zhǔn)或IEC104規(guī)約在IEC103格式的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)調(diào)度EMS主站通過遠(yuǎn)動裝置遠(yuǎn)方控制保護(hù)裝置的功能。為了實現(xiàn)繼電保護(hù)控制功能，調(diào)度EMS系統(tǒng)主站需要進(jìn)行升級支持IEC103報文的嵌套傳輸和解析，并提供相關(guān)的定值、區(qū)號和軟壓板的修改界面，通過IEC103標(biāo)準(zhǔn)的通用分類服務(wù)的讀和寫方式，實現(xiàn)保護(hù)裝置定值、區(qū)號和軟壓板的遠(yuǎn)方查看和修改。此方案的主要優(yōu)點如下：(1)不需要重新組網(wǎng)接入保護(hù)裝置，可以使用現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)；(2)對保護(hù)裝置的通信接口數(shù)量沒有特別的要求；(3)可以適用現(xiàn)有工程或者新建工程。

此方案的主要缺點如下：(1)調(diào)度EMS主站需要升級，需要考慮對原有的調(diào)度系統(tǒng)的影響；(2)對以已投入運行的變電站，需要升級遠(yuǎn)動裝置程序；(3)對于已投入運行的變電站，為了避免因為遠(yuǎn)動程序的升級影響常規(guī)遠(yuǎn)動功能，可能還要對常規(guī)遠(yuǎn)動功能(特別是遙控功能)進(jìn)行重新驗證；(4)如果保護(hù)裝置無法直接接入遠(yuǎn)動裝置，可能需要增加通信管理機(jī)。

2 安全整定解決方案

針對上述的定值遠(yuǎn)程整定風(fēng)險因素的闡述，我們需要研究安全的、可靠的保護(hù)定值遠(yuǎn)程整定方案，以達(dá)到真正解決遠(yuǎn)程整定問題，提高繼電保護(hù)定值遠(yuǎn)程整定的實用性。

2.1 提高數(shù)據(jù)監(jiān)視的可靠性

首先，需要實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視保護(hù)裝置運行狀態(tài)，遠(yuǎn)程查看繼電保護(hù)裝置實際裝載和運行的定值。換句話說，遠(yuǎn)程一定要真實地反映保護(hù)裝置的運行狀態(tài)和保護(hù)定值，這是定值安全整定的前提條件。如果保護(hù)裝置的運行信息、定值信息顯示不真實，在定值整定過程中(包括整定前、后)，將無法核對定值數(shù)據(jù)(修改前定值、修改后定值)和判斷保護(hù)裝置的運行狀態(tài)(如裝置閉鎖、裝置告警、定值校驗出錯、定值修改成功等)。為了遠(yuǎn)程真實反映保護(hù)裝置信息，要求繼電保護(hù)裝置能夠通過通信方式真實、可靠地上送相關(guān)信息；要求通信管理裝置(如遠(yuǎn)動裝置、故障信息子站、規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置)能夠可靠地接收相關(guān)數(shù)據(jù)和真實地轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)信息；要求調(diào)度主站系統(tǒng)能夠可靠地接收相關(guān)數(shù)據(jù)和真實地顯示相關(guān)信息。

3 結(jié)論

通過網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)整定計算和定值管理系統(tǒng)的實施可以填補繼電保護(hù)工作的多項空白，不僅減輕了繼電保護(hù)相關(guān)人員的工作量，從而也能夠使定值更快適應(yīng)電網(wǎng)實時變化，縮短設(shè)備消缺、故障分析和事故恢復(fù)的過程。