電力系統繼電保護及故障信息系統的設計

尚艷潔

摘 要 電力系統的完善對社會發展與進步起到了重要的推動作用，當前社會對電能的依賴性在逐年增加，對電能的需求量也在逐步增大，由此對電力系統穩定性與安全性提出了更高要求。電力系統在運行過程會面臨各方面因素影響從而產生故障，因此需要對其采取一定的保護措施，本文就電力系統繼電保護及故障信息系統的設計分析作簡要闡述。

【關鍵詞】繼電保護 故障信息系統 設計分析

電力保護系統隨著電力行業規模的擴大而應用日益廣泛，為電力系統穩定安全運行提供了重要保證。但是仍然存在部分故障問題在解決的時候難度較大，因此需要設計完善的保護系統，通過對故障信息分析，從而找出解決問題的措施。

1 電力繼電保護與故障信息系統收集

從結構方面來分析，系統結構層包括了主站與通信層、子站與設備層。其中主站層作用是實施調度，作用的對象是工作站、管理系統，如打印機。功能體現在對下層數據進行處理并分析，將數據信息與其它的系統共享與交換。通信層功能體現在信息上傳、預處理。信息收集工作主要由子站完成，經過通信層將其傳輸到主站層，方便工作人員進行管理與存儲。子站層負責信息收集工作，經過通信層傳遞至主站層。設備層包括微機保護設施、故障錄波器、GPS等，主要是對現場相關信息采集。

2 系統開發與設計工作遵循的原則

2.1 兼容與開放性

系統設計時，需要考慮到兼容原有硬件與軟件系統，同時還要將未來發展情況考慮在內，確保在使用過程中能夠兼容其它系統。用戶操作習慣不會受到影響，系統可擴展性能夠體現。

2.2 可維護性

系統對各項功能進行維護盡量基于可視的前提，維護操作通過元件、窗口進行。

2.3 可靠性

可靠性體現在系統具備容錯能、自動恢復能力，從而使安全性與可靠性目標能夠順利達成，使整體系統正常穩定運行。

3 電力繼電保護系統開發工作

3.1 硬件開發工作

主站系統設計、開發，系統采用分布式結構，主站、子站連接采用的是通信網絡連接或者是專線形式，從而實現子站數據處理與存儲，并分享其它主站的數據。受管轄的子站系統彼此間聯系與通信，主要利用的是專業的前置通信設備。為其它主站提供服務主要利用的是服務器主站，通過服務器及防火墻，在沒沒有得用戶授權的情況下，無法對用戶系統進行訪問，系統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。

主站系統結構開發方面，由于繼電保護與信息系統設備各類比較多并且數量規模大，子站系統需要考慮如何有效的將設備與系統相連接，并且后期能夠對設備提供有效的維護，包括遠程維護管理，系統設計工作需要考慮到通信接口相關問題。比如可以考慮利將光電隔離器和多串口設備連接，使串口問題得以解決。一般性設備與工控機連接通過交換機或者是接線器來完成。利用子站系統，設備層收集的信息可以傳遞到不同主站與后臺設備。子站后臺需要具備人機界面與初步處理數據的功能。一般情況下不建議建立后臺，特殊情況另外考慮，以此對系統管理與維護的成本進行控制。

3.2 繼電保護與故障信息軟件開發

3.2.1 軟件開發結構

結構可以考慮分布式結構，整體系統由不同的分布式系統組成，而分布式系統的組成又包括了獨立對象組件，組件位于不同的位置。以此確保在網絡范圍內任何一臺設備都能夠實現即插即用，使系統開放性，可維護性、擴展性得以良好體現。

3.2.2 操作平臺開發

為實現操作平臺的無關性，整體系統需要支持不同操作平臺。而作為獨立設計使用的服務器，對象持久化服務器分布于上層應用和數據庫服務器二者之間，通過建立連接，使應用程序與數據庫能夠正常工作，以此來實現不同類型故障信息匹配及轉換。

3.2.3 系統結構可擴展性

作為人機界面框架，系統結構可可擴展保證了數據操作。一般情況下，結構功能包括面向方式，對系統圖、地理連線形操作。具備基礎性的窗口操作功能，并且是基于組織對象關系。人機界面友好，工作人員能夠便捷的開展操作。

3.2.4 事件通知

系統發生故障時，繼電保護、故障系統子站采集故障信息，之后對其進行初步處理，將處理結束后的數據傳輸至主站。子站程序自動對故障設備的相關信息進行采集，并對其進行轉化，形成事件信息結構，此類結構是事前已經定義的，之后利用事件通知服務，通過標準接口調用事件通知服務接口，將信息傳輸到主站系統，做進一步分析。

3.2.5 二次設備集合與數據采集

數據采集設備作為獨立存在的組件程序，基于接口服務器而構建。其功能主要是對不同的數據信息進行存儲與收集。數據采集工作進行需要事件服務器提供一定的支持，之后選擇合適的傳輸方式。采集的信息存儲主要是數據庫完成，并關聯到相關的設備，形成事件日志。

3.2.6 設備對象在網關設置方面，通過對代理服務進行調用，將硬件設備變為功能不同的對象

功能對象在進行訪問時引發硬件訪問。設備對象引用相關的數據存儲于數據庫，并將其與設備相關記錄關聯。對使用對象發行機制查詢可以利用設備號，同時可以從設備對象獲得功能對象。采用反向操作也可以獲得相應的結果。因此對設備當前靜態屬性與狀態進行訪問可以利用設備完整對象，而不需要考慮到設備功能對象是否存在。

3.2.7 主站數據庫

采集得到的數據要依據預先設置的方式對其進行處理，之后將存儲到數據庫，與其它主站交換。主站間的數據交換工作開展利用的是關系型數據庫，將其作為數據交換工作的平臺。數據庫的構成包括了三個部分，表，表與表的索引，具有的字段等，通過索引對設備彼此間的關系進行描述。表與表之間的索引關系只能是一對一，而不能是一對多，此時就需要考慮到關聯方向問，確保其合理并在此基礎上建立映射，對表的關系進行描述。

4 結束語

繼電保護設備對于整體電力系統而言意義重大，但是在運行的過程中要實現更高程度對故障進行預測與管理，就需要收集信息對其分析，找出故障發生的規律及其深層次原因，從而采取針對性的解決措施。將繼電保護與故障信息收集有效的結合到一起，系統復雜而要求高，需要考慮到信息采集，傳輸及處理的各個環節，從而確保系統能夠正常發揮其功能，為電力系統穩定提供保證。

參考文獻

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

作者單位

國網福建省電力有限公司福州供電公司 福建省福州市 350001endprint