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电力系统继电保护故障信息采集及处理系统

水利与电力电力系统继电保护故障信息采集及处理系统

曾凡醒

(广西电网公司贵港供电局,广西 贵港 537100)

【摘 要】当前的电力系统在故障原因记录和分析方面还存在一定的缺陷,导致对电力系统出现事故的原因难以准确界定,给电力事故的防治带来了较大难度。因此,设计一套完善的继电保护与故障信息系统就显得十分重要。

【关键词】电力系统 继电保护 故障信息系统

1电力系统继电保护及故障信息系统的结构分析

(1)主站层:包括了调度相关的管理系统和工作站,数据服务器,打印机等等设备。其主要功能是分析并处理下层上传的有关信息,以及与本系统外的其他系统进行数据信息的交换与共享;(2)通信层:主要功能是上传子站所搜集并预处理的信息至主站层,以便工作人员随时查看或进行数据储存管理;(3)子站层:主要负责将设备层搜集到的数据信息进行简单预先处理,并将之传送到通信层、最终到达主站层;(4)设备层:主要包括了微机保护装置、故障录波器以及GPS等等设备,负责采集故障现场的相关信息。

2电力系统继电保护及故障信息系统硬件环境的开发

2.1主站系统结构的开发

本系统采用的是主站分布式系统结构,这种结构内的诸多主站层可以通过通信网络或专线连接各自的子站,存储并处理各自子站搜集到的数据信息,各个主站之间也可以进行信息共享。

主站系统及其管辖的子站层通过专用的通信前置机实现数据的交换和通信。系统内的Web服务器又可被作为某一主站对其他主站系统进行Web数据的提供服务。只需在Web服务器与其他MIS、EMS、SCADA网络之间安装必要的系统防火墙,就可以有防止未授权方访问该系统,从而确保该系统的使用安全。可以在不同的工作站中安置不同功能,来满足客户的个性化需要。

2.2主站系统结构的开发

在整个继电保护与故障分析系统之中包含了大量的设备,子站层的主要任务就是讲这些设备有效连接到系统之中,并对其进行必要的管理与维护。因此,解决设备装置通信接口的潜在问题十分必要。

本次设计的系统采用的是光电隔离器连接多串口通信设备的方法,以此解决RS-422、RS-232及RS-485常见的串口情况。普通设备使用集线器或者交换机来连接工控机,LONWORK则是通过专用的LON卡来连接工控机,使用CAN作为总线接口的设备则可以通过专用转换装置与对应子站的工控机相连。子站系统可以将设备层所有设备搜集到的数据信息递交至子站层的各级主站或后台设备,子站的后台也拥有数据初级处理及人机界面等功能。

3电力系统继电保护及故障信息系统软件环境的开发

3.1软件环境的结构开发

本文讨论的电力系统的继电保护与故障分析系统,是以分布式系统及CORBA技术作为基础的。整个系统包括了众多的分布式系统,而这些分布式系统内又半酣众多位置不同的独立组建。这使得网络上的每一台电脑都可以即插即用,也提高了整体系统的维护性、扩展性及开放性。

3.2操作系统平台和对象持久化接口服务器的开发

为了提升该系统的操作平台实现无关性突破,就必须确保该系统可以支持多种操作平台,如常见的Windows、LINUX及UNIX等系统。对象持久化的接口服务器作为独立性通用型接口服务器,广泛分布于数据库服务器及上层应用空间内,并在面向对象的运用程序和系统所用的关系型数据库之间构建连接,以便实现各种故障信息的转化及匹配。

3.3可扩充的应用系统结构

扩充型应用系统是人机界面框架的一种基本系统,此类系统大多使用通用图形以便操作数据。一般来说,扩充型应用系统的主体结构应当包括以下几大功能:具备面向系统图和地理接线图的操作方式、具备对象组织关系的基础窗口操作、具备较好的用户操作界面、可被工作人员管理和操作。

3.4事件通知服务

子站信息处理程序,是采集IED设备产生信息并将其转化为预先定义的一种信息结构的程序。这些信息结构会被作为公关请求的代理结构中的事件通知信息。系统会使用标准接口来调用主站系统内的事件通知专用服务器接口,将事件信息传至主站系统,以便进行深入分析。须要注意一点,系统内的时间信息都是机构化的,因此必须对时间进行预过滤。

3.5设备对象的网关设置

设备对象的调用代理可以把每个硬件设备转变为对应的功能对象,而设备的功能对象做出访问行为硬件设备也会做出访问行为。因此,引用设备对象的操作信息会被存储在数据库内,并和数据库内相应设备的行为记录产生关联。如果使用对象的发行机制以设备号作为查询工具,就可以从设备完整对象之中获取该设备的对应功能对象,并从设备的对应功能对象中间接性获得该设备完整的对象。

3.6主站数据库的设计

主站数据库会对设备层搜集和逐层传递上来的信息进行分析处理,并将处理过的信息存储起来,作为主站间的交换共享信息。主站还会将关系型数据库作为与别的系统交流数据时的使用平台。关系型数据库包括了表、表间索引和表内字段三大部分,使用表间索引作为描述设备关系的工具。关系型数据库之中的表和表间索引不一定存在一对多关系,因而在CIM中必须选择最合适的关联方向来构建映射关系,以此作为描述关系表。

3.7数据的分类、访问和存储

电力系统的继电保护与故障分析信息系统内所搜集和传递的数据信息是相当复杂的,包含了大量的时间信息、事件信息、自检信息以及开关量信息等。不可否认,故障事件的数据信息是存在一定关联性的,但是微机保护装置及故障录波设备并不能保证传输数据时可以一并传送所有的关联数据。因此,子站系统必须对设备层搜集的数据进行必要的分析过滤处理,将有价值的信息上传至主站层及管理者。子站层在分析设备层上传的数据时,会根据其重要程度和信息来源进行初步过滤,分为等待访问和主动上传两大类。主动上传类的数据会及时传递至主站层,以便管理员在发生故障时能够及时了解并进行判断。

4结语

本文设计的电力系统的继电保护与故障分析的信息系统虽然还存在一些不足,但相信通过日后的深入研究会得到改善,给电网系统的可靠安全运作打下基础,为我国电力系统的故障分析和数据记录做出贡献。

参考文献:

[1]徐雪良.继电保护故障分析处理系统在电力系统的应用[J].中国新技术新产品,2010(11).

[2]高鹏宇.继电保护故障信息分析处理系统在电力系统中的应用[J].技术与市场,2014(04).

作者简介:曾凡醒(1986-),男,广西人,本科,广西电网公司贵港供电局助理工程师,研究方向:电气工程及其自动化。

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电力系统继电保护故障信息采集及处理系统

作者:曾凡醒

作者单位:广西电网公司贵港供电局,广西 贵港,537100

刊名:

科技展望

英文刊名:Technology Outlook

年,卷(期):2015(32)

参考文献(2条)

1.徐雪良继电保护故障分析处理系统在电力系统的应用[期刊论文]-中国新技术新产品 2010(11)

2.高鹏宇继电保护故障信息分析处理系统在电力系统中的应用[期刊论文]-技术与市场 2014(04)引用本文格式:曾凡醒电力系统继电保护故障信息采集及处理系统[期刊论文]-科技展望 2015(32)

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