电厂继电保护及故障信息管理系统的应用研究

陈 涛

（国家能源集团谏壁发电厂，江苏 镇江 212000）

0 引 言

随着市场经济的不断发展，电厂管理工作受到了更多的关注。为践行规范化电力系统维护管理原则，要着重落实标准化系统管理机制，促进电力系统可持续发展。

1 电厂继电保护及故障信息管理系统

1.1 应用意义

对于电网工作而言，建立完整的继电保护管控和故障信息管理模式能大大提升分析实效性，便于电厂开展阶段性检查管理工作。

一方面，工作人员只需要对系统数据进行对比分析，研究收集信息的相关内容，并建立对应的统计模式，就能结合信息数据反映出的问题落实相关工作，确保改善机制和管理机制切实可行，更好地提升故障检修效率[1]。信息统计模式如图1所示。

图1 信息统计模式

另一方面，系统的应用能最大程度上提高电厂设备运行管理的安全性，打造稳定可靠的运行环境，减少设备运行故障问题造成的经济损失，真正意义上践行安全效益和经济效益并行的管理原则。

1.2 主要任务

子站配置RCS-9798保护信息管理装置，光纤网络和主站端以IEC60870-5-103和IEC60870-5-104规约完成相关工作，串口设计为RS232、RS422、RS485。对继电保护过程涉及的信息数据、图表、文件等予以集中管理，按照输入、查询、修改以及浏览的流程完成对应数据的匹配化管控，并集中分析数据之间的关联性，有效反映出相关应用设备可能存在的问题，便于后续落实相应的处理工作[2]。

电厂管理内容较多，且管理对象具有层次多、涉及内容广的特点，包括一次设备的相关参数和二次设备的相关参数，因此要对运行状态进行实时性管控，并配合统计分析和图档管理等工作，结合系统的应用要求打造专业化分工结构。

2 电厂继电保护及故障信息管理系统具体应用

基于继电保护及故障信息管理系统的应用价值，在全面分析其组成内容的同时，按照对应归属要求落实具体工作，从而确保系统运行效率和管理效能最优化。

2.1 系统组成

继电保护及故障信息管理系统要为装置提供计算和分析服务，保证其综合应用效果符合预期，最大程度上实现继电保护专业管理目标。继电保护及故障信息管理系统主要包括主站、分站以及子站，如图2所示。

图2 系统组成

继电保护及故障信息管理系统主要围绕电力数据网开展相关工作，以电厂具体应用管理要求落实相关工作，保证主站和子站的协调配合，建立完整的保护装置[3]。在计算机技术、通信技术以及电子技术不断发展的时代背景下，为进一步提升电厂系统运行的安全性和稳定性，要结合不同环节落实更加规范的处理机制，维持信息采集、信息监督分析以及管理的平衡。

2.2 系统运行

2.2.1 整体要求

系统装置要求如表1所示。在继电保护及故障信息管理系统应用过程中，需要对电厂内的微机保护装置、故障录波器、智能电表等予以系统监督，在分析处理基础上深入整理采集数据，从而保证电厂电气系统的运行管理效果符合标准。需要注意的是，结合职责和功能的差异性可知，不同的I-POFAS系统框架设计要求存在差异，系统中主站、子站以及保护装置要基于以太网建立网络安全管理方案[4]。

表1 系统装置要求

主站系统包括录波故障信息系统和保护录波设备管理运行的系统，不仅要完成故障录波器录波信息的实时性采集，也要具备信息浏览和查询功能，从而更好地完善故障管理工作。基于主站系统建立的子站系统，要借助信息采集装置完成信息向一级子站的汇总管理，以确保信息分级监管的及时性，避免冗余信息过多造成不良影响。

2.2.2 结构设计

继电保护及故障信息管理系统要对电气系统故障信息予以综合采集、传输、处理以及分析，并建立分布式、实时性管控体系，以便维持良好的设计效能。结构设计要保证采集的数据库服务器数据管理和开发最优化，以提升相关系统运行的规范性[5]。

（1）主站系统。系统本身具备子站接入区间和公共服务数据接入区间，结合其实际应用要求，构建继电保护故障信息系统应用管理模式，保证系统在任何情况下都不会对继电保护、故障录波器和系统安全独立性产生影响。主站系统结构如图3所示。

图3 主站系统结构

主站系统包括通信服务器、数据服务器、工作站、前置机、光电转换器以及网络交换机等，共同打造完整的应用管理体系，并能对一级子站进行实时性管控，建立对应的匹配关系，以保证相关工作顺利开展。与此同时，主站系统中还需要配备运动机房，借助网络交换机调控电量计费系统，借助路由器完成电力数据网信息监管工作[6]。

（2）子站系统。子站结构要按照规范化要求落实具体工作，从而维持整体应用水平。子站结构划分为一级子站和二级子站，结合具体的应用要求基于发电转换器和光电转换器完成具体工作。一级子站系统结构如图4所示。

图4 一级子站系统结构

一级子站主要是借助PC机管理子站内具体内容，包括故障录波装置信息、继电保护信息等，借助远方通信处理将整理后的信息内容直接回传至主站系统。此外，一级子站还能完成子站内微机保护装置、智能电表、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）通信等工作，基于通信规约完成实时性信息处理。与此同时，配合全球定位系统（Global Positioning System，GPS）技术完成对时信号的校准和二级子站的校准[7]。

二级子站主要是采集和处理对应保护装置的内部数据，在汇总数据内容后直接上传到一级子站。二级子站中，对应设备配电室是主要的信息获取路径，配合串口通信服务器就能完成保护装置信息的实时性管理。一般要按照RS485完成布线处理，确保数据管理和数据传递控制工作都能顺利开展[8]。

在继电保护及故障信息管理系统应用管控体系内，要借助对应的系统单元打造更加可控的故障信息管理模式，确保信息传送、信息分析等均能满足管理规范。继电保护及故障信息管理系统还能综合考量运行管理人员的基本需求，提供较为科学的运维指导，在全面分析的基础上制定更具针对性的工作计划。

2.3 系统评价

在应用继电保护及故障信息管理系统后，借助阶段性运行分析和校验分析，保证系统运行的可靠性和稳定性，在满足故障要求的基础上，提升故障信息快速采集和传输的效果[9]。

系统本身具有较为良好的人机交互界面，能及时完成电厂一次系统主接线图中主设备状态信息的显示，便于继电保护管理人员及时发现问题并落实相关工作。采取智能化数据采集处理模式，在整理和归类数据的基础上，还能建立针对性的数据应用管理规划，有效降低运行人员实地抄表的难度。

继电保护和故障信息管理系统能结合故障保护事件的具体情况完成实时性通知，以保证检修人员能第一时间了解相关情况，大大降低了抢修难度。借助信号复归、定值召唤等功能模块，继电保护及故障信息管理系统还能对大修或小修后的恢复情况进行定位跟踪，保证恢复管控的及时性，提高设备运行管理质量[10]。除此之外，系统具备保护动作信息及时处理的功能，能结合实际情况显示事件的详细信息和故障简报，从而为运行人员制定相应的管理决策提供更加直观的依据。

3 结 论

继电保护及故障信息管理系统的应用具有重要价值，是维护和指导变电站常规管理的关键。通过充分优化设计思路，实现电厂和电网故障信息管理的融合，提高故障问题定位水平，从而大大降低运维难度，为电力系统的可持续健康发展奠定坚实基础。