变电站继电保护信息管理系统
220kV智能变电站继电保护及自动化分析
220kV智能变电站继电保护及自动化分析
智能变电站继电保护及自动化是现代电力系统中的重要组成部分，它能够对电力系统进行可靠的安全保护和自动化控制。
本文将针对220kV智能变电站的继电保护和自动化进行分析。
继电保护是指针对电力系统中的故障情况进行保护动作的一种自动化系统。
在220kV 智能变电站中，继电保护系统主要包括主保护和备用保护两部分。
主保护设备通过对电路参数进行实时监测，一旦发现故障情况，就会触发动作保护，切断故障区域与系统其他部分的连接。
备用保护设备在主保护设备故障时，起到备份和补充的作用，保证系统的连续运行和可靠性。
自动化控制是指对电力系统中的操作进行自动化处理的一种手段。
在220kV智能变电站中，自动化控制系统主要包括监控、调度、数据采集和信息处理等功能。
通过现场监控设备的数据采集，自动化控制系统可以实时监测变电站的运行状态和装置参数，监控系统不仅能够提供变电站的运行状态，还能实现对设备的故障诊断和维护管理。
自动化控制系统还可以通过远程控制的方式，对变电站进行远程操作和控制，提高操作效率和安全性。
在220kV智能变电站中，继电保护和自动化控制紧密结合，互为支撑。
继电保护系统通过对电力系统中的故障情况进行监测和保护，保证变电站的安全运行；自动化控制系统通过对变电站的运行状态进行监控和控制，提高变电站的运行效率和可靠性。
电力系统变电站的继电保护
电力系统变电站的继电保护电力系统变电站的继电保护是保障电网安全稳定运行的重要手段，它能及时准确地发现系统故障，采取相应的保护措施，保护设备和人员的安全，维护电力系统的正常运行。
本文将介绍电力系统变电站继电保护的基本概念、作用及其在电力系统中的重要性。
一、继电保护的概念继电保护是指在电力系统中，利用继电保护装置对发生的故障进行监测、判别和隔离，以保护设备和系统的安全稳定运行的一种保护措施。
继电保护装置通常采用电磁式继电器、微处理器继电保护装置、数字式继电保护装置等，通过对电压、电流、频率等参数的监测和判断，实现对电力系统的保护。
1.故障检测和判别：继电保护装置能够对电力系统中发生的故障进行检测，包括短路故障、接地故障、过载故障等，并对故障类型进行判断，以便及时采取相应的隔离和保护措施。
2.快速隔离故障：一旦发生故障，继电保护装置能够迅速对受影响的区域或设备进行隔离，从而避免故障扩大，保护电网的安全运行。
3.保护设备和人员的安全：继电保护装置能够通过对故障的检测和隔离，保护重要设备和人员的安全，避免故障对系统造成严重的损坏和伤害。
4.提高电力系统的可靠性和稳定性：继电保护装置的使用可以减少系统故障对电网的影响，提高电力系统的可靠性和稳定性，保障电网的正常供电。
三、继电保护在电力系统中的重要性电力系统是由许多设备和线路组成的复杂系统，一旦发生故障，可能对整个系统造成严重影响，甚至导致大面积停电。
继电保护在电力系统中起着至关重要的作用。
1.保障电网的安全稳定运行：电力系统的设备和线路都处于复杂的运行环境中，一旦发生故障，可能对整个系统造成影响。
继电保护能够对这些故障进行及时检测和隔离，保障电网的安全稳定运行。
2.减少故障造成的损失：电力系统中的设备和线路都是昂贵的投资，一旦发生故障，可能导致设备受损甚至报废，对系统的经济效益造成影响。
继电保护能够及时隔离故障，减少故障造成的损失。
继电保护在电力系统中具有不可替代的重要性，是保障电力系统安全稳定运行的重要手段。
110kV变电站继电保护及故障信息管理子站_田浩
保信系统子站屏
主控室通信接口屏 1 KI
DDF
通信室相应通信屏柜
3 KI
3 KI
3 KI
DDF
MSTP
VDF
VDF
PCM
保信系统子站
ODF
屏蔽双绞线 ×1
网络配线架
超五类大对数 双绞线
ODF 交换机 网络配线架
协议转换器
图 2 保信子站系统与主站的通信结构
2014年第1期·
57
故障录波屏
变压器测控柜
110 kV 线路保护柜
110 kV 线路测控柜
公用测控屏
110 kV 备自投 及分段测控柜
110 1 110 kV 韶冶变电站综自系统网络结构示意图
1.2 保信系统子站的特点及功能 本站内保护测控均为南京电研的 NSC 型装置，故全
部保护装置均可通过以太网交换机接入保信系统子站主机 NSA3100 K。
（4） 数据转发 子站系统具有向多个主站转发数据的能力，可以同
时向多级主站进行转发且支持断点续传功能。子站到主站 之间的通信采用调度数据网实时或非实时 VPN 进行传输， 子站可监视通信端口状况，并实时记录通信中断情况。子 站系统应满足不同调度端或集控端的信息定制要求，支持 最多达 5 张不同的信息定制表。 1.3 设备与图形建模
量大于于 120 GB。因此保信子站能保存故障时保护的动 作数据及录波数据，同时能做到按数据的重要性分级存储。
（3） 数据处理 保信子站系统的另外一个主要功能就是站内数据的
处理，此功能的实现需要子站系统具备强大的规约转换能 力。南京电研的 NSA3100K 子站系统支持多种通信规约， 同时可以实现不同厂家不同型号的保护装置的规约转换， 使其能顺利接入站内保信系统，并可以和现有的变电站综 合自动化系统、EMS 系统和 MIS 系统等互联互通。
变电站继电保护数据管理信息系统设计方案研究
关 键 词 ：变 电站 设 备 ； 继 电保 护 ；参 数 ； 数 据 库 ； 管 理 信 息系 统
其 强大 的图表分析功 能可满足各种要求 。 ｆ）数据共享 ４ 在 目前 的数据库 系统 开发 过程中 ，客户 ， 艮 月 务器体系 结构
占这个领域 的主体地位 ，Ｖ ．可 以方便高效地完成 这种数据 Ｃ ６０
了科 学依据 。
数据输 出包括数据表格和数据分析视图的输 出。供 电局 的 人工报表具有不规则性和嵌套性，将数据输入到数据 报表 再打 印的效果显然不好 ，而一般的打印方法又无法满足要求 。为 了
符合原人工制表 的格 式习惯 ，系统采用 Ｐｉｔ 对象进行专 门的 ｒｅ ｎｒ
打 印编程 。在数据 图表 的输出方面，借助 了电子表格 Ｅ ＣＥ Ｘ Ｌ，
，
从事交 通和 电力 自动化 工作 。
的表格控件 Ｍｓ ｌｘ ｉ Ｆ ｅ Ｇｒｄ显示数 据 ，易于操作 。
ｆ）数据输出 ３
收稿 日期 ：２ ０ ０６— ０ ５— ３ １ 摘要 ：介 绍 了变 电站 的继 电保 护 数据 管理 系 统 ， 该 系统 运用 数据 库 原理 ， 依据 电力通 信协议 ，实现 了对 变 电站 一二 次设备 的参 数、定 值数据 快速 的录 入 、传 输 、统计分 析 、输 出和共 享 ，为供 电企业 的 日常工 作 计划 和管理 提供
性 自检功 能： 对数据 的保密性 、备份和恢 复都有专 门的模块 设 计，确 保了数据 的绝对安全。
该 系统有 以下主 要 功能 ： ｆ）设置权 限级别 １
设置 了 ３个级 别 ，分 别为超 级管理 员级 、管 理员级和 普
通用户 级，各级别 的权 限范 围不 同。普通用户可 以浏览、计算
智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用
智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用随着社会的发展，电力系统变得越来越复杂和庞大，变电站继电保护作为电力系统的重要组成部分，承担着保护电力设备和系统安全运行的重要责任。
随着电力系统的发展和规模的扩大，传统的继电保护系统已经无法满足当前电网的需要，需要引入智能化技术对继电保护系统进行在线监测和管理，在提高继电保护系统运行效率和精度的为电力系统的安全运行提供更有力的保障。
智能变电站继电保护在线监测系统是以传统继电保护系统为基础，引入了智能传感器、通信技术、数据处理和分析技术等先进技术的一种继电保护系统。
该系统具有实时监测、远程通信、数据分析、智能判断和自动控制等功能，能够对继电保护系统进行全面监测和管理，从而提高系统的可靠性、灵活性和安全性。
一、智能传感器的选择和配置。
智能传感器是智能变电站继电保护在线监测系统的核心组成部分，它能够实时采集电力设备的运行状态和环境信息，包括电流、电压、温度、湿度等参数。
在选择和配置智能传感器时，需要考虑传感器的准确度、响应速度、稳定性和设备兼容性等因素，以确保传感器能够准确、可靠地采集数据。
二、通信技术的应用。
智能变电站继电保护在线监测系统需要实现对继电保护设备的远程监测和控制，因此需要应用先进的通信技术，包括有线通信和无线通信。
有线通信可以采用以太网、光纤通信等技术，而无线通信可以采用无线传感网、蓝牙、Wi-Fi等技术。
通过通信技术，可以实现对继电保护设备的远程控制和数据传输，从而为系统的监测和管理提供便利。
三、数据处理和分析技术的引入。
智能变电站继电保护在线监测系统需要处理和分析大量的数据，包括传感器采集的实时数据、历史数据和环境数据等。
需要引入数据处理和分析技术，包括数据采集、存储、处理、分析和可视化技术。
通过数据处理和分析技术，可以对系统的运行状态进行实时监测和分析，及时发现故障和异常，为系统的预防和处理提供依据。
四、智能判断和自动控制技术的应用。
智能变电站继电保护在线监测系统需要具备智能判断和自动控制的能力，能够根据数据分析的结果自动判断电力设备的运行状态，及时采取措施防止故障的发生。
电力系统变电站的继电保护
电力系统变电站的继电保护继电保护是电力系统中重要的安全保护装置之一，它对电力设备的安全性能进行监控和保护，一旦发生设备故障及时地采取必要的保护措施，避免设备损伤扩大，从而保障了电网的稳定和可靠运行。
变电站的继电保护是指针对变电站的变电设备进行监测和保护的继电保护系统。
变电站是电力系统中电能的交换和转换中心，是实现电力系统不同电压等级之间相互衔接的重要场所，变电站中的变电设备主要包括变压器、断路器、隔离开关、电容器、电抗器等。
这些设备对于电功率的传输起着至关重要的作用，如果这些设备故障，将会对电力系统造成不可估量的影响，因此，采用可靠的继电保护系统对变电设备进行监测和保护显得尤为重要。
变电站的继电保护系统通常是由继电保护装置、电气测量集中系统、控制设备等组成，其中继电保护装置是核心部件，主要监控变电设备的电气量和保护单元的状态，当监测到异常或故障时，会发出信号产生动作，采取相应的措施实现对变电设备的保护。
变压器继电保护是变电站继电保护系统中最为重要的环节，变压器作为变电站中的核心设备，承担着电能的转换、输送和分配任务。
变压器的继电保护主要包括过电流保护、差动保护、接地保护、过电压保护和温度保护等。
其中差动保护是最重要的保护方式，当变压器内部出现故障时，保护继电器会检测变压器内部的电流差值，如果差值超出一定范围，保护继电器就会产生动作，断开主变电路，保护变压器不受损坏。
过电流保护则是变压器的第二道保护，当差动保护失效时，过电流保护可以起到一定的保护作用。
除了变压器继电保护，断路器和隔离开关的继电保护也是变电站中重要且必要的部分，主要包括过流保护、短路保护、接地保护和超负荷保护等。
这些保护措施旨在保护断路器和隔离开关不受损坏，避免电网中断、火灾等事故的发生。
电容器、电抗器的继电保护则主要是针对电容器和电抗器的投切和补偿进行监测和控制。
这些设备主要用于电力系统中的无功补偿和谐波抑制，投切时须考虑其质量和稳定性，继电保护常采用电容器组的谐波保护和离线保护以降低电容器故障的风险。
智能变电站继电保护系统的可靠性策略分析
智能变电站继电保护系统的可靠性策略分析摘要：科学技术的不断发展，电力事业也逐渐向智能化转变，智能变电站也随着应运而生。
其主要是采用数字技术及互联网技术协同作用，实现对信息的采集、控制及线路保护等功能，其中继电保护系统为智能变电站建设过程中最为重要且关键的一个环节。
但由于智能电网系统在我国发展时间尚短，且专业技术方面缺乏经验及人员，因此一定程度上已经制约了智能变电站的发展与建设。
关键词：智能变电站；继电保护；可靠性；分析引言：智能变电模式借助当前科学技术的力量，采集数字化信息，通过人机交互的形式，在内部进行信息的共享，可实时进行故障的预警，联通网络渠道处理电网危险，避免了不必要的检修成本，可在规定时间内达到额定功率，同时电力系统存在自我修复力，智能变电站依托现有的设备功用，优化了继电保护形式，保护系统安全性能提高，智能变电站调节并分析继电保护状况，监测、检测的手段更加周密，维护了电力的持续、稳定运行目标。
1、智能变电站继电保护系统可靠性分析1.1变压器配置保护在电力系统配电过程中，变电站电压的额度是限定的，只有将电压保持在电压范围内，电力系统才能正常运转，如果配电过程中变电站的电压出现不足或者过载的情况，将会在很大程度上影响到系统的稳定运行。
另外，对于电压而言，需要科学有效地限定其额度，而变压器的功能就是调节电压。
所以，对整个变电站继电保护系统而言，变压器系统必须要重点保护。
如果说变压器系统不能正常工作，整个继电保护系统也就发挥不了它应该有的功效及作用。
因此，变压器系统的安全性如果得到保障，那整个继电保护系统的可靠性也就得到了保证。
如果要增强继电保护系统的可靠性，在变电站配电的过程中，配置变压器的时候，可以采取分布式的方法进行，如此一来能够使变压器系统的压力得以一定程度上的分散，避免在电力调节的过程中由于变压器承受压力过大而出现一些问题，比如电压不足、过载等情况。
1.2过流电限定保护通常来说，过流电实际上就是所谓的电流过载，该问题的出现能够在一定程度上使变电站出现外部电路短路的问题，进而使电流的负荷压力增大。
智能变电站继电保护及自动化系统
智能变电站继电保护及自动化系统摘要：随着社会的快速发展以及技术水平的提升，信息化、智能化技术得到了广泛的应用。
对于变电站来说，随着智能化技术的应用已经从常规的变电站转变成为了智能变电站。
而继电保护是智能变电站系统中最为重要的组成部分之一，对于确保整个电力系统安全运行起着非常关键的作用。
相对于常规变电站来说，智能变电站在软硬件方面都有了很大的改变，所以继电保护方面也存在着很大的差异，需要通过更加自动化的措施来确保其正常运行。
所以为了能够有效适应新技术在智能变电站中的应用，对于智能变电站继电保护和自动化技术进行研究具有非常现实的意义。
关键词：智能变电站；继电保护；自动化系统1智能变电站继电保护的特点智能变电站是基于光电信息、微电子集成和网络通信技术的智能化自动管理的变电站。
变电站中的继电保护装置自动化主要是针对电力故障、线路设备等异常行为进行及时自动预警的一种系统装置。
通过及时自动断电、故障分离和切除，有效对变电站进行保护。
智能变电站继电保护系统构成主要有:电子式互感设备+合并单元+交换机+网络接口等。
智能变电站继电保护装置使数据信息提供的来源变得更加广阔，同时灵活性不断提高，因此技术人员可以通过对继电保护的特点进行分析，实现智能变电站继电保护装置能力的最大化。
智能变电站继电保护系统操作相比传统变电站，更加灵活，操作方便。
2智能变电站继电保护系统2.1智能变电站继电保护系统结构基于智能变电站不同的采样与跳闸方式，可以将其分为以下几种较为典型的系统结构：①直采直跳。
这种模式主要是继电保护设备能够通过光纤直流的方式来实现跳闸与采样，但是大多存在于部分的电网支路中。
②网采直跳。
所谓网采直跳主要是有SC和GOOSE两者共同或者独立形成的组网。
③直采网跳。
智能变电站继电保护系统的设备可以进行直接式的采样，然后经由GOOSE的方式来实现网络跳闸。
④网采网跳。
这种模式是打破了传统的采样与跳闸方式，而是将两者目标皆由Goose以及SV来完成，实现网络自动化的控制。
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变电站继电保护信息管理系统
1.1 概述
1.1.1 项目研究的意义
此系统的建立的目的是给故障诊断和故障恢复部分采集并提供完整的继电保护装置信息，同时也可以为相关变电站运行值班人员和继电保护专业人员提供更加完整的继电保护装置信息，以便于事故分析、判断和处理。
此系统目前包括和平变330kV站、桃树村220kV站和龚家湾220kV站。
由于通信通道原因，华林110KV站和北开关110KV站还未投入运行。
接入保护设备包括：
南瑞继保LFP-900、RCS9000系列微机保护
国电南自WXB-11、PST1200、PST600系列微机保护
四方公司CSL-100系列微机保护
变电站保护信息管理系统可以作为：
事故处理的依据。
电力系统发生故障后，目前，多是通过厂站值班人员人工观察记录后通过电话汇报，其准确性和快捷性都不能令人满意。
尤其对复杂事故的处理时，及时、准确地获取故障后保护动作信息具有十分重要的意义。
事故分析的根据。
故障后迅速传送到调度端的准确、完整的保护动作信息对保护人员及时、准确地掌握电网故障情况，分析保护动作行为，排除事故分析中非技术因素的影响，提高事故分析水平，具有十分重要的作用。
拓展故障数据的应用范围。
利用站端信息与继电保护管理和统计分析程序接口，通过联网采集多端同步数据，便于对电网安全稳定性的深入研究。
1.1.2基本原理
变电站继电保护信息管理系统是将变电站内各电气元件的继电保护装置信息按照不同的规约接入并传输到保护管理机，保护管理机将这些采集到的信息进行分类管理，并按照“地区电网调度决策支持系统”主站故障诊断和故障恢复所需数据源的要求，将继电保护信息上送主站统一数据平台。
保护管理机以轮巡方式采集保护装置报警动作信息，轮训时间符合保护信息管理系统对实时信息的速度要求。
自动采集、过滤、打包和传送系统故障与装
置异常情况下的报文。
接入设备中：国电南自设备支持94规约，南瑞设备支持LFP规约和IEC60870-5-103规约，四方装置采用CSM300E将LONWORKS网报文转成IEC60870-5-103报文，3种规约均为问答式规约，每站设置1台管理机，管理系统不影响原有继电保护装置的独立运行。
由于保护信息与远动信息专业要求不同，采集的对象和处理的目的均有区别，因而对采集的数据量、数据格式、实时性要求及可靠性要求也就不同。
远动信息主要是为实时调度服务，采集的信息量较少，但实时性要求很高(传输时间一般不大于3s，特殊的小于1s);而保护信息管理系统采集的是保护动作报告(含故障前后的采样数据)、装置运行状态、定值维护情况、等庞大的数据。
1.2 变电站保护信息管理系统基本功能和特点
a 基本功能
●完成各装置通信规约的转换：可实现多个通道，多种远动规约转换，
数据来源包括，485，232网络，经四方300E转出的LonWorks网，目
前支持，IEC60870-5-103，LFP，94规约。
●通过保护信息管理系统对各装置实时查询，对各装置的保护事件自
检信号，在就地数据库分级记录，在当地给出明确的提示信息。
正常时
上送装置的告警信息，电网故障时，上送保护的动作信息，及时把数据
传送给兰州地调。
●通过保护信息管理系统对装置的定值以及参数可以调阅，可以查阅
各装置的历史记录和当前状况，不支持定值修改；
●信息的安全管理。
子站对信息的删除、修改都设置权限管理，与网络
的通讯进行安全校核，非授权用户将拒绝使用；
●主站对时功能。
b装置特点
●支持多通道，多规约，可以依据接入装置灵活添加特殊规约。
●数据库采用强大的ORACLE数据库，可以保存长时间的保护装置报警
动作原始记录。
●实时系统，响应迅速。
●调试简单，界面友好，现场自动运行，维护工作量小。
1.2.1 软件实现
系统编程采用Visual C++实现，数据库采用Oracle。
按功能将程序分为如
下模块：多线程轮巡部分，报文处理解释部分，保护装置信息上传部分，数据库写入部分，数据库查询部分，界面显示部分。
程序结构清晰，完全符合规约逻辑要求。
1.3 主站与子站的通讯内容
主站与子站之间以104规约进行通讯，具体通讯内容如下表：
1.4 通信规约概述
子站系统中共涉及3种通信规约，分别为IEC60870-5-103，LFP，94规约。
下面以103规约为例简要说明报文格式和通信过程：
1.4.1 103报文格式
固定帧长报文
启动字符 控制域 地址域 代码和
结束字符
103 可变帧长报文
———— 启动字符1（1byte ） ———— 长度（1byte ） ———— 长度（重复）（1byte ） ———— 启动字符2（重复）（1byte ） ———— 控制域（1byte ） ———— 地址域（1byte ）
———— 链路用户数据[（length-2）byte] ———— 代码和（1byte ） ————
结束字符（1byte ）
其中ASDU 的一般格式
数据 单元 标识 符
ASDU 类型标识(1 byte) 可变结构限定词 传送原因
应用服务数据单元公共地址 信 息 体
功能类型 信息序号
ASDU1（01H ）上送压板及告警等开关量状态
ASDU2（02H）上送保护动作信息
1.4.2 103处理简要流程图
1.4.3 装置初始化过程
103规约是一点对多点的主从Polling（问答）方式。
正常状态下，控制系统
（总控单元）依次轮询各个间隔装置的2级用户数据，如果间隔单元产生1级数据，通过上送的2级数据报文控制域中的ACD标志位，请求控制系统查询1级数据。
通常控制系统查询完某个间隔单元的一级数据后，则继续开始对下一个单元的查询。
这是正常通讯的一个基本过程。
控制系统在开始新一轮发送/确认服务时，改变下发报文控制域中桢记数位FCB的状态。
如超时（等待时间50ms）未收到间隔单元发回的确认桢或响应桢，则不改变FCB状态重发原报文，最大重传次数为3次。
如果重发3次后仍收不到应答报文，则首先发复位桢记数位（FCB）复位命令，如果仍收不到应答报文，则复位通讯单元（CU）。
复位桢记数位（FCB）复位把FCB置0、发送缓冲区不清零。
复位通讯单元（CU）把FCB置0、发送缓冲区清零。
间隔装置上电或复位后，待收到FCB或CU复位命令后，响应确认并请求访问1级数据。
以ASDU5标识报文上送厂家名称等设备信息，传送原因为FCB 或CU。
ASDU5标识报文会上送两次，第2次传送原因为“启动/重新启动”。
然后是时间同步（对时）和总查询。
1.5 附表1设备明细
1.5.1 数据采集服务器
1)、工控机
选用研华（ADVANTECH）工业计算机：IPC-610H原装整机
每台配置为：P4 2.4G+PCA-6006VE（集成网卡一块，普通网卡一块）＋256M RAM+40GB HDD＋1.44MB FDD+50XCDROM+KB+MOUSE。
供电电源：AC220V，DC220V。
2)、工控机插件
ADVANTECH PCI－1612B（带浪涌，RS422/RS485/ RS232 *4）
3)、显示器
三星牌773DFX（15”）
1.5.2 光纤通信接口
光桥牌F4-51DE1/10Base-T协议转换器
1.5.3 其它
1)、带屏蔽4芯网络电缆
2)、带屏蔽8芯网络电缆
3)、RS232接头
4)、RS232接口光隔离器（DTE--DTE）。