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作者：张晶林俐
1、概述
随着微机继电庇护装配的普遍运用和变电站综合自动化水平的不竭提高，各类智能装备收集的模拟、开关、一次装备状态年夜年夜增加，运行人员可以从中获取更多的1、二次装备的实时信息。可是，由于今朝的微机型二次装备斟酌较多的是对以往装备功能的替换，致使这些装备基本上是自力运行，致使它们收集的年夜信息白白流失，未能获得充实哄骗。
电网是一个不成朋分的整体，对整个电网的1、二次装备信息进行综合哄骗，对保证电网平安稳定运行具有重年夜的意义。近几年，计较机和网络技术的飞速成长，使综合哄骗整个电网的1、二次装备信息成为可能。电网继电庇护综合自动化系统就是综合哄骗整个电网智能装备所收集的信息，自动对信息进行计较分析，并调整继电庇护的工作状态，以确保电网运行平安靠得住的自动化系统，它可以实现以下主要功能。
1.实现继电庇护装配对系统运行状态的自顺应。
2.实现对各类复杂故障的准确故障定位。
3.完成事故分析及事故恢复的继电庇护辅助决议计划。
4.实现继电庇护装配的状态检修。
5.对线路纵联庇护退出引发的系统稳定问题进行分析，并提供解决方案。
6.对系统中运行的继电庇护装配进行靠得住性分析。
7.自动完成线路参数批改。
2、系统组成
站在电网的角度，我们来分析电网继电庇护综合自动化系统获守信息的途径。电网的结构和参数，可以从调剂中心获得；一次装备的运行状态及输送潮水，可以经由过程EMS系统实时获得；庇护装配的投退信息，由于必需经由过程调剂下令，由现场执行，是以可以从调剂治理系统获得，并从变电站监控系统获得执行情况的验证；庇护装配故障及异常，可以从微机庇护装配获得；电网故障信息，可以从微机庇护及微机故障录波器获得。
经由过程以上分析，可以看出，实现电网继电庇护综合自动化系统的信息资本是充实的。为了更好的哄骗信息资本，应建立客户/服务器系统的系统结构，按此结构将系统分化成几个部门，由客户机和服务器协作来实现上述七种主要功能。这样就能够实现好的资本分配及哄骗，削减网络的通讯负担，提高系统运行的整体性能。
客户机设在变电站，主要实现以下功能：
1.治理与庇护及故障录波器的接口，实现对分歧厂家的庇护及故障录波器的数据收集及转换功能。在正常情况下巡检庇护的运行状态，接收庇护的异常陈述。在电网发生故障后接收庇护和故障录波器的事故陈述。
2.治理与监控系统主站的接口，查询现场值班人员投退庇护的操作。
3.治理与远动主站的接口，将装配异常、庇护投退及其它要害信息经由过程远动主站实时上送调剂端。
4.执行数据处置、挑选、分析功能。实现对庇护收集数据准确性的初步分析，挑选出要害信息。
5.治理及修改庇护定值。
6.向服务器发出运用请求，并接收服务器反馈信息。
7.自动或按服务器要求传送事故陈述，执行服务器对指定庇护和故障录波器的查询。
服务器设在调剂端，可由一台或多台高性能计较机组成，主要实现以下功能：
1.向客户机发送指令，接收并回答客户机的请求。
2.接收客户机传送的事故陈述。
3.控制对EMS系总共享数据库的存取。获得一次装备状态、输送潮水及客户机经由过程远动主站上送调剂真个信息。
4.经由过程调剂运行治理信息系统获得调剂员对庇护的投退饬令、装备检修计划等信息。
5.与继电庇护治理信息系统交换庇护设置装备摆设、定值、服役时间、各类庇护装配的正动率及异常率等信息，实现继电庇护装配的靠得住性分析。
6.执行故障计较法式、继电庇护定值综合分析法式、事故分析法式、庇护运行状态监测法式、稳定分析法式等运用软件。
在实现了变电站综合自动化的厂站，客户机可在庇护工程师站的根蒂根基上进行功能扩充，并成为变电站综合自动化系统的组成部门。在没有庇护工程师站的厂站，可经由过程庇护改造工程，建立变电站庇护信息处置系统，使之成为客户机。
由以上功能划分可以看出，客户机与服务器之间的数据交换其实不年夜，仅在电网发生故障后，由于与故障装备有联系关系的厂站的客户机需要向服务器传送具体的故障陈述，才会泛起较年夜的信息。是以，客户机和服务器之间的联络，在今朝条件下，完全可以采用调制解调器进行异步通讯。未来若有条件，建议尽采用广域网交换数据。
3、功能分析
1.实现继电庇护装配对系统运行状态的自顺应。
电网继电庇护的整定计较十分复杂，由于传统的继电庇护以预先整定、实时动作为特征，庇护定值必需顺应所有可能泛起的运行方式的变化。假设一个变电站有15个元件，仅斟酌本站检修2个元件的组合方式就已到达100多个，而四周系统机组停运、500KV自耦变的检修及系统开环对短路电流和分支系数的影响甚至可能比本站元件检修还要年夜，它们均需做为组合方式加以斟酌，这就使组合方式之多到达难以想像的数目。
为使预先整定的庇护定值顺应所有可能泛起的运行方式的变化，必然泛起以下问题：
A.缩短了庇护范围，延长了庇护动作延时。
B.被迫退出某些受运行方式变化影响较年夜的庇护。如四段式的零序电流庇护仅能无配合的使用其后两段。
C.可能还存在由于运行方式斟酌不周而泛起失往配合。
D.被迫限制一次系统运行方式。
电网继电庇护综合自动化系统可以完全改变这类局面。只要在调剂真个服务器安装故障计较及继电庇护定值综合分析法式，依靠从EMS系统获得的系统一次装备的运行状态，就能够迅速准确的判定出当前继电庇护装配整定值的靠得住性，如泛起部门后备庇护定值不配应时，凭据从调剂治理系统获得的线路纵联庇护及母差庇护的投进情况，肯定是否需要调整定值。如需要调整，可经由过程调剂端服务器向变电站的客户机下达指令，由客户灵活态修改庇护定值，从而实现继电庇护装配对系统运行状态的自顺应。以上所有计较分析工作，均依靠调剂端服务器实时自动完成，这样，继电庇护整定值就无需预先斟酌那些泛起机率很小的组合方式，从而解决困扰继电庇护整定计较工作的分歧运行方式下靠得住性与选择性存在矛盾的问题。
今朝，系统中运行的庇护装配可分为三类：类为非微机型庇护；第二类为具有多个定值区并可切换的微机庇护，一般不具有远方刊定值的功能；第三类为新型微机庇护，具有远方刊定值的功能。对非微机型庇护，在调剂端可以将其设置为不能自动调整定值的庇护，依靠四周庇护装配的定值调整，实现与此类庇护的配合。对第二类庇护，可以事前设置多套整定值，调剂端只是经由过程变电站客户机，控制其在当前运行方式下采用那套整定值来实现定值的自顺应。
为提高靠得住性，庇护定值的自顺应可与调剂系统的检修申请相连系。当电网继电庇护综合自动化系统从调剂治理系统获得计划检修工作申请后，即经由过程计较分析，事前放置定值的调整，并做响应的事故预想（如在检修根蒂根基上再发生故障时庇护的配合关系计较），从而年夜年夜提高系统继电庇护装配的效能和平安水平。
2.实现对各类复杂故障的准确故障定位。
今朝的庇护和故障录波器的故障测距算法，一般分为故障分析法和行波法两类。其中行波法由于存在行波旌旗灯号的提取和故障发生行波的不肯定性等问题而难以在电力生产中获得较好的运用。而故障分析法假设想要准确进行故障定位，必需获得故障路两头综合阻抗、相邻线运行方式、与相邻线的互感等信息，很显然，仅哄骗庇护或故障录波器自己收集的数据，很难实现准确的故障定位。另外，对于比力复杂的故障，好比跨线异名相故障，单端分析手段已没法准确判定故障性和故障距离，是以，往往泛起误报。
我们知道，获得的系统故障信息愈多，则对故障性、故障位置的判定和故障距离的检测愈准确，是以，经由过程电网继电庇护综合自动化系统，可以完全解决这个问题。调剂端数据库中，已储蓄了所有一次装备参数、线路平行距离、互豪情况等信息，经由过程同享EMS系统的数据，可以获得故障前系统一次装备的运行状态。故障发生后，线路两头变电站的客户机可以从庇护和故障录波器搜集故障陈述，上送到服务器。调剂端服务器将以上信息综合哄骗，经由过程比力简单的故障计较，就可肯定故障性并实现准确的故障定位。
3.完成事故分析及事故恢复的继电庇护辅助决议计划。
系统发闹事故后，往往有可能陪伴着其它庇护的误动作。传统的事故分析由人完成，受经验和水平的影响，易泛起误差。由于电网继电庇护综合自动化系统搜集了故障前后系统一次装备的运行状态和变电站庇护和故录的故障陈述，可以综合线路两头庇护动作信息及统一真个其它庇护动作信息进行模糊分析，并依靠庇护和故录的采样数据切确计较，从而能够迅速准确的做出判定，实现事故恢复的继电庇护辅助决议计划。
当系统发生较年夜的事故时，由于在较短时间内跳闸线路较多，一般已跨越了继电庇护能够顺应的运行方式，此时庇护可能已处于无配合的状态。此时进行事故恢复，不仅需要斟酌一次运行方式的合理，还需要斟酌庇护是否能够靠得住并有选择的切除故障。借助电网继电庇护综合自动化系统，可以分析当前运行方式下庇护的活络度及配合关系，并经由过程远程刊定值，完成继电庇护装配对系统事故运行状态的自顺应。
4.实现继电庇护装配的状态检修。
凭据以往的统计分析数据，设计存在缺陷、二次回路维护不良、厂家制造不良往往是继电庇护装配误动作的主要缘由。由于微机型继电庇护装配具有自检及存储故障陈述的能力，是以，可以经由过程电网继电庇护综合自动化系统实现继电庇护装配的状态检修。具体做法以下：
A.依靠微机庇护的自检功能，可以发现庇护装配内部的硬件异常。变电站的客户机搜集到庇护的异常陈述后，立即向响应的调剂端发出告警，从而使装备故障能够获得实时处置，缩短庇护装配退出时间。
B.庇护的开进一般有开关辅助节点、通讯装备收信、合闸加速、启动重合闸、其他庇护动作等几种，这些开进对庇护的靠得住运行起要害作用。变电站的客户机可以监视庇护装配的开关变位陈述。当发现庇护的开进发生变位时，可以经由过程查询变电站一次系统状态和其他庇护和录波器的动作信息肯定变位的准确性。这样，就能够尽早发现问题，预防一部门由设计缺陷或二次回路维护不良引发的误动作。
C.为避免由于PT、CT两点接地、庇护装配交流输进回路异常、采样回路异常等引发庇护误动作，可以由变电站的客户机将庇护启动以后的陈述进行分析，首先可以判定取自统一CT的两套庇护采样值是否一致，其次，可以判定本站分歧PT对统一故障的采样值是否一致。另外，还可以将从庇护故障陈述中挑选出的故障电流基波稳态值及相位等信息上传到调剂端，与线路对侧的数据进行比力，以发现PT两点接地等问题。
经由过程以上措施，可以增强状态检修，响应延长定期检修周期，使庇护装配工作在好状态。同时，还可以提高维护治理水平，减轻继电庇护工作人员的劳动强度，削减由于人员工作疏漏引发的误动作。
5.对线路纵联庇护退出引发的系统稳定问题进行分析，并提供解决方案。
随着电网的成长，系统稳定问题日益突出。故障能否快速切除成为系统连结稳定的重要条件，这就对线路纵联庇护的投进提出较高要求。可是，在今朝情况下，由于通道或其它身分的影响，致使线路双套纵联庇护退出时，只能断开线路以保证系统稳定和后备庇护的配合。这类由于二次装备退出而影响一次装备运行的状态是我们所不愿意看到的。
借助电网继电庇护综合自动化系统，我们可以完成以下工作。
A.凭据系统当前运行状态校验庇护的配合关系。
B.凭据线路两侧定值肯定分歧点故障庇护的切除时间。
C.凭据系统当前的运行方式、输送潮水、系统及机组的参数，连系故障切除时间，判定线路分歧点故障时系统能否连结稳定。
D.判定能否经由过程控制输送潮水连结系统稳定。
E.反推系统连结稳定需要的故障切除时间。
F.经由过程远程刊定值，保证系统稳定及四周系统后备庇护的配合。
这样，我们就能够年夜年夜减轻纵联庇护的退出给系统一次装备的运行带来的影响，并提供纵联庇护的退出的整体解决方案。
6.对系统中运行的继电庇护装配进行靠得住性分析。
经由过程与继电庇护治理信息系统交换庇护设置装备摆设、服役时间、各类庇护装配的正动率及异常率等信息，电网继电庇护综合自动化系统可以实现对继电庇护装配的靠得住性分析。非凡是当某种庇护或庇护旌旗灯号传输装配泛起问题，并暂时没法解决时，经由过程将此类装配的靠得住性评价下降，减轻系统对此类庇护的依靠，经由过程远程调整定值等手段，实现四周系统庇护的配合，避免是以类庇护的拒动而扩年夜事故。
7.自动完成线路参数批改。
由于征地的限制，新建线路往往与原有线路共用线路走廊，线路之间电磁感应日益增年夜，造成新线路参数测试的不准确和原有线路参数的变化。现在，依靠电网继电庇护综合自动化系统，可以将每次故障四周系统庇护的采样数据进行收集，哄骗线路两头的故障电流、故障电压，校核并批改线路参数，实现线路参数的自动在线丈，从而提高继电庇护根蒂根基参数的靠得住性，保证系统平安。
4、实现本系统的难点分析
1.治理问题
从技术上说，实现电网继电庇护综合自动化系统的条件已成熟，不管是变电站客户机对庇护信息的搜集、信息的网络传输仍是调剂端服务器对EMS系总共享数据的读取、故障及稳定分析计较，都可以获得解决。主要的实施难度在于此系统需要综合继电庇护、调剂、方式、远动、通讯和变电站综合自动化等各个的技术，而且触及到控制运行装备，其它一般不愿牵扯其中，是以只有解决好治理问题，才可能顺遂实施。例如，今朝变电站客户机对信息的搜集，完全可以也应当纳进到变电站综合自动化系统，可是，由于治理界面的划分，有些运行单元希看庇护自力组网搜集信息，这样就造成资本的朋分和浪费，晦气于从此对系统的扩大。为了保证电力系统的平安运行，希看在未来的庇护设计导则中，对此类问题统一予以规范。
2.平安性问题
由于电网继电庇护综合自动化系统的功能壮大，而且可以控制运行装备，与电网的平安稳定运行息息相关，是以在设计之初，就必需对系统的平安性问题给予足够重视。可以说，平安性解决的黑白，将是本系统能否运用的要害。初步设想，调剂端服务器必需采用双机热备用方式保证硬件平安；经由过程远方修改庇护定值时，客户机必需经由过程加密的数字签名核实调剂端传送定值的可信度，并经由过程校验码及数据回送保证定值的靠得住性。而且，当客户机向庇护传送定值时，必需不能影响庇护的正常性能。在这方面，还需要做年夜的工作。
3.规约问题
由于本系统将全网所有微机庇护及故障录波器联系到了一起，假设能够解决好信息的组织及传输规约，将对系统实施起到事半功倍的作用。是以，希看参照国外尺度，尽快建立国内继电庇护信息组织规约。
5、竣事语
经由过程以上分析，我们可以看到电网继电庇护综合自动化系统的实现，将给电网继电庇护工作带来一次的飞跃，它将能年夜年夜增强继电庇护的效能和靠得住性，对保证电网平安稳定运行具有重年夜的意义。希看从此科研、运行、设计人员增强对综合哄骗整个电网的1、二次装备信息的研究，争取尽快将此类系统投进电网运行。
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