电力系统继电保护故障信息采集及处理系统的设计

河南理工大学万方科技学院

毕业设计（论文）任务书

专业班级学生姓名

一、题目

二、主要任务与要求

三、起止日期年月日至年月日

指导教师签字（盖章）

系主任签字（盖章）

年月日

河南理工大学万方科技学院

毕业设计（论文）评阅人评语

专业班级学生姓名

题目

评阅人签字（盖章）

职称

工作单位

年月日

河南理工大学万方科技学院

毕业设计（论文）评定书

专业班级学生姓名

题目

指导教师签字（盖章）职称

年月日

河南理工大学万方科技学院

毕业设计（论文）答辩许可证

经审查，专业班同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。

指导教师签字（盖章）

年月日

根据审查，准予参加答辩。

答辩委员会主席（组长）签字（盖章）

年月日

河南理工大学万方科技学院

毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议

院（系）专业班

同学的毕业设计（论文）于年月日进行了答辩。题目

答辩委员会成员

主席（组长）

委员（成员）

委员（成员）

委员（成员）

委员（成员）

委员（成员）

委员（成员）

答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：

１、设计（论文）说明共页

２、图纸共张

３、评阅人意见共页

４、指导教师意见共页

根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、评阅人和指导教师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。

一、毕业设计（论文）的总评语

二、毕业设计（论文）的总评成绩

毕业设计答辩委员会主席（组长）签名委员（组员）签名

年月

摘要

电网继电保护及故障信息处理系统由主站系统、通信网络和子站系统3 部分组成。该系统的应用价值和作用主要体现在主站系统的功能设计上。在综合分析国内各种继电保护及故障信息处理系统的基础上, 着重论述了主站系统的硬件、软件平台构架及功能模块的设计。硬件平台构架的设计充分考虑了系统的独立性、安全性和可靠性; 软件平台的设计对两种可行的方案进行了比较, 分析其合理性; 功能模块的设计基于故障信息的合理分类从故障分析的各个角度对功能模块进行合理划分。最后简要地展望了主站系统未来的发展趋势。

关键词：继电保护; 故障录波; 故障信息处理; 管理信息系统; 系统设计。

目录

1.绪论 (11)

1.1 继电保护研究现状 (12)

1.2 系统保护 (12)

1.3 继电保护发展趋势 (13)

1.4 常用保护 (16)

1.5 基本任务及要求 (16)

1.6基本原理 (19)

1.7继电保护组成 (20)

1.8 系统概述 (20)

2. 硬件平台设计 (22)

2.1 主站系统的独立性 (22)

2.2 主站系统的可靠性 (22)

2.3 主站系统的安全性 (22)

2.4 主站系统的硬件平台 (23)

3．软件平台设计 (23)

4．应用功能设计 (26)

4.1 主站系统的信息划分 (26)

4.2 主站系统的应用功能划分 (26)

5.结语 (31)

1.绪论

近年来, 继电保护及故障信息处理系统受到电网调度运行管理部

门越来越多的重视。在故障时,该系统由子站负责搜集保护装置的保护动作信息和故障录波器的录波信息, 通过网络实时传送到主站端, 供

调度和保护人员及时分析和处理, 从而大大提高了电网故障的分析水平、事故处理效率以及故障信息的管理水平〔‘一‘〕。尤其是2 0 0 3 年美加“ s · 1 4 ”大停电事故发生后, 该系统的作用得到了广泛的关注, 它在电网多点故障和连锁误跳闸的情况下, 优先时地上传重要

的异常信息到达省网调度端, 从而为调度人员统一调度并对事故进行

统一指挥提供了有效的依据。目前, 国内对该系统的作用和定位已基本达成一致, 但对系统的通信协议、硬件/ 软件平台结构布局、功能界定等方面有不同的理解。

研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以也称继电保护。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

1.1 继电保护研究现状

随着电网规模的扩大和全国联网的发展,电力系统中投入电网的各种保护、自动装置、故障录波器等设备越来越多。在出现故障时，这些设备记录了大量的数据和信息,如何综合利用这些信息来判断故障的元件和性质、故障重演、保护动作分析和录波分析，已成为分析电力系统事故和辅助调度员进行故障处理的重要课题。目前，网络通信技术得到了快速的发展，变电站已经具备了以数据方式向电网调度中心传输各种信息的能力，如何有效地综合运用这些信息从而提高整体调度智能信息化水平成为推动电网故障信息系统研制开发的主要动力。

1.2 系统保护

实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。虽然继电保护有多种类型,其装置也各不相同,但都包含着下列主要的环节：①信号的采集，即测量环节；②信号的分析和处理环节；③判断环节；④作用信号的输出环节。以上所述仅限于组成电力系统的各元件（发电机、变压器、母线、输电线等）的继电保护问题，而各国电力系统的运行实践已经证明，仅仅配置电力系统各元件的继电保护装置，还远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统的全局和整体出发，研究故障元件被相应继电保护装置动作而切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复系统的正常运行。这些正是系统保护所需研究的内容。系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减小到最短。

大电力系统的安全稳定运行，首先必须建立在电力系统的合理结构