500kV變電站故障錄波器聯網系統應用情況分析

2018-02-08 10:17 來源: 打印 掃碼手機看

陳裕云,蔡明,李俊,汪建敏,何強勇,劉宇

(國網江西省電力公司檢修分公司,南昌  330052)

摘  要:建立在電力調度數據網絡基礎上的故障錄波器聯網系統,接入了江西電網500kV變電站的所有錄波器,本文在介紹故障錄波器聯網系統配置情況的基礎上,對系統的運行情況、主要問題和改進措施進行了分析。

關鍵詞:500kV變電站 故障錄波器 聯網 主站


0 引言

500kV電網故障發生后,需繼電保護運維檢修人員到變電站現場調取故障錄波數據,再通過打印掃描或傳真至調控中心、運維檢修部門,此過程往往需要數小時,不能適應國網公司“三集五大”新體系下無人值守變電站對繼電保護技術的要求[1]。同時,《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》也明確提出“需建立和完善繼電保護故障信息和故障錄波管理系統”[2]

為了讓繼電保護、調度人員及時、準確地掌握電網故障情況,提高故障處理速度及事故分析水平,從而促進電網運行管理水平的發展,提高電網運行的經濟性,江西省電力公司檢修分公司進行500kV變電站故障錄波器聯網系統建設應用工作,部署了檢修公司故障錄波器聯網系統主站。該系統將所轄500kV變電站內的故障錄波器通過電力數據網組成錄波專網,在統一人機界面下實現對故障錄波器錄波數據的集中采集、分析及存儲管理。

1 系統配置情況

故障錄波聯網系統采用“廠站錄波子網—錄波主站”兩級結構,目的是將江西電網500kV變電站內故障錄波裝置采集的信息通過電力調度數據網上傳至故障錄波器主站,形成獨立的網絡系統。故障錄波聯網系統框架圖如圖1所示。廠站錄波子網使用以太網交換機匯接站內所有故障錄波器,匯接交換機連至調度數據網Ⅱ區非實時交換機,錄波主站的數據通信服務器與數據網相連,通過數據網實現與所有聯網故障錄波器的通信。


圖1 故障錄波聯網系統框架圖

1.1 系統硬件配置

錄波主站系統配有數據服務器、通信服務器、Web 服務器和工作站。數據服務器采用雙重配置,以保證系統數據的安全性。圖2為系統硬件結構。

圖2 錄波主站系統硬件結構圖

其中數據服務器、通信服務器位于安全區Ⅱ區,而WEB 服務器位于安全區Ⅲ區,之間采用“安全防護體系”所要求的正向隔離裝置。并根據不同的應用,分別在Ⅱ區、Ⅲ區配備工作站。其中Ⅱ區工作站主要完成故障信息分類、綜合、故障數據的分析、判別等;Ⅲ區工作站則采用繼電保護專業人員的工作用計算機, WEB 服務的方式提供故障錄波設備信息查詢、故障信息檢索、故障錄波數據的分析等。Ⅱ區、Ⅲ區數據庫之間通過提供的同步模塊來保持數據的同步。

1.2 系統軟件配置

錄波主站系統的主要功能是向繼電保護、調度人員提供站端故障錄波數據,為了避免誤操作,系統只對站端設備產生的信息進行采集處理,而將遠方操作裝置(修改定值、切換定值區)的功能屏蔽。所有數據均由錄波裝置產生,在調度端能夠向站端設備下發的指令只有召喚類指令(如召喚當前定值、召喚當前采樣等)。

系統軟件結構可分為應用層(包括Ⅱ區應用和Ⅲ區應用)、數據服務層和通信層。其中Ⅱ區應用主要包括:數據庫的配置和管理、通信工況監視、錄波裝置運行監視、電網故障判別、故障分析和管理、典型故障的錄入等。Ⅲ區的應用在本系統的技術平臺的基礎上,Ⅱ區的大部分應用都可以在Ⅲ區同等運行。由于主站系統將Ⅲ區定位為系統的信息發布,因此主要以WEB 形式提供了對系統各種信息的檢索和查閱。

1.3系統通信配置

錄波主站系統網絡結構圖如圖3所示。500kV變電站內的錄波器單獨組網,接入調度數據網。主站通過調度數據網,獲取各個變電站的錄波數據及波形等信息。

圖3 錄波主站系統網絡結構圖

傳統綜合自動化變電站的故障錄波器組單獨錄波網,采用單通道接入錄波主站,即通過調度數據網通道接入調度端錄波主站、檢修公司錄波主站;智能變電站故障錄波器組雙套錄波網,采用雙通道接入錄波主站,即通過網調調度數據網接入網調調度端錄波主站,通過省調調度數據網通道接入省調調度端錄波主站、檢修公司錄波主站。

 廠站端故障錄波器對上與錄波主站的通信規約一般有兩種:61850規約、私有規約。各錄波器廠家新型裝置通常采用61850規約,通信端口號統一為102;傳統老錄波器采用私有規約通信,國電武儀錄波器通信端口號為4001、山大電力錄波器通信端口號為5010、中元華電錄波器通信端口號為30282、銀山錄波器通信端口號為1518

1.4 系統功能配置

1)錄波裝置信息采集。主要包括:最近錄波列表;錄波波形;錄波分析報告;裝置當前模擬量采樣值;裝置當前開關量信息;裝置當前定值等。

2)主站系統運行工況監視。主要包括:主站系統CPU的使用率、內存容量、系統占有內存的容量、磁盤空間等資源監視;實時監測系統網絡節點的啟動和退出;實時監測各個錄波器的連通狀況。

3)故障分析。根據變電站故障錄波器裝置記錄的故障錄波數據和實際故障線路的物理參數、錄波器數據通道和線路的對應關系,離線地進行故障選線、故障選相和雙端的故障測距,并形成故障分析簡報。

4)歷史事件查詢與統計分析。提供歷史事件的查詢、統計功能,包括按廠站、間隔等查詢設備參數信息以及故障時的告警事件、錄波事件等故障數據。

5Web發布。各用戶端通過web方式可以實現故障記錄、錄波文件、故障分析報告查看等。

2 系統運行情況

錄波主站系統設計建立了一個包括通信支持、數據庫服務支持、應用組件開發支持等的標準化的故障錄波綜合管理系統支持平臺。以該平臺為基礎,在建設中開發和集成了錄波裝置狀態運行監視、典型故障錄入和管理、故障錄波設備管理,故障錄波數據分析等應用功能,初步滿足了調度運行對電網故障判別、輔助決策,和對繼電保護專業信息化管理的需要。系統自投運以來運行穩定, 調取波形速度快,數據信息豐富,故障分析功能強大,操作簡單易用。

主站系統采集江西電網500kV變電站現有的錄波裝置(ZH 系列、WY9系列、WGL9000 系列,SHDFR系列、WDGL 系列、YS系列)的信息,包括全部二十一座變電站的128臺故障錄波器。

3 系統存在問題及改進措施

由于故障錄波聯網系統環節眾多、信息復雜,既面臨對各時期、不同廠家的故障錄波器的數字化接入,又涉及到信息的廣域傳輸、信息的跨系統交換和共享。在實際運行過程中發現以下問題:

1)召喚故障數據較慢:召喚錄波器事故列表、事故波形有時需等待3-5分鐘左右,出現召喚失敗或者顯示通信故障現象。

2)錄波器管理線路不明確:由于每個變電站的錄波器都有3臺以上,但每臺錄波器包含哪些線路卻不明確,對現場不熟悉的人員查找故障線路將會帶來很大的麻煩;

3)數據分級不明確:接收的現場故障數據不能明顯區分擾動、故障數據。

針對以上問題,提出改進措施如下:

1)故障錄波器一般有2-3IP地址,用于與變電站內保信子站、各級調度錄波主站通信。由于各級錄波主站的建成,故障錄波器與保信子站通信基本無實用性,通過精簡錄波器IP地址,只保留一個IP地址與錄波主站通信,可大大提高錄波器通信效率。

2)增加“監測設備”管理以及按“變電站”、“線路”檢索錄波器的功能:在錄波器列表中增加所管理的一次設備簡明信息,使用戶可以一目了然的看到錄波器與一次設備的對應關系。

3)修改數據分級:將故障數據分為“故障”、“擾動”、“全部”三級,更加簡明、實用,節約查詢故障錄波文件的時間。

4 結束語

500kV變電站故障錄波器聯網系統目前已實現所有可聯網故障錄波器的聯網運行。故障錄波器聯網后,對繼電保護運維檢修人員及時準確地掌握電網故障情況,分析保護的動作情況,提高事故分析水平,提高故障處理速度,具有十分重要的作用。同時調控中心專業人員也可實時調取故障錄波數據,節省了人力資源,減輕了現場運行人員的工作負擔。故障錄波器聯網系統的可行性和實用性將在電網運行中發揮越來越大的作用,對電網的安全穩定運行具有重要的意義。

參考文獻

[1] 國家電網公司.Q/GDW 231—2008 無人值守變電站及監控中心技術導則.2008

[2] 國家電網公司.國家電網生〔2012〕352號 國家電網公司十八項電網重大反事故措施(修訂版).2012

 


作者簡介:陳裕云(1985-),碩士,高級工程師,從事繼電保護維護、檢修及技術管理工作;

蔡明(1978-),碩士,高級工程師,從事繼電保護維護、檢修及技術管理工作;

李俊(1979-),本科,高級工程師,從事繼電保護維護、檢修及技術管理工作;

汪建敏(1986-),碩士,高級工程師,從事繼電保護維護、檢修及技術管理工作;

何強勇(1984-),碩士,高級工程師,從事繼電保護維護、檢修及技術管理工作;

劉宇(1984-),碩士,高級工程師,從事繼電保護維護、檢修及技術管理工作。

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