摘要：随着电网自动化技术的快速发展，电网自动化系统的功能和性能不断完善，电力运行管理水平进一步提高。但对变电站内各类微机继电保护及安全自动装置、故障录波器、行波测距装置所产生的大量信息却缺乏统一有效的管理，该文提出了具体的解决方案并加以应用，不仅提高了继电保护运行管理水平和电网事故处理效率，也为电网安全稳定运行奠定基础。
关键词：继电保护；故障信息；管理系统；研究与应用
　　 随着电网自动化技术的快速发展，电网自动化系统的功能和性能不断完善，电力运行管理工作的自动化程度达到了很高的水平。变电站内各种微机继电保护及安全自动装置、行波测距装置、故障录波器等设备所产生的大量信息却缺乏统一有效的管理，继电保护信息的监控、系统故障及保护动作行为的分析和管理的自动化水平显得相对滞后。在这种情况下，建立继电保护信息管理网络，按照业务划分组织和应用数据，为事故分析和处理提供依据，提高继电保护运行管理的自动化水平就显得刻不容缓。
　　1 系统构成
　　 继电保护故障信息管理系统是一个新兴电力自动化系统。其目的在于为控制中心端监视、控制、管理变电站内的智能装置（包括微机继电保护、安全自动装置、故障录波器、行波测距装置等），并综合利用这些信息的技术手段，以使智能装置的运行管理水平与调度系统信息化、自动化的发展水平相适应。它能在正常运行和电网故障时，采集、处理各种智能装置信息，并充分利用这些信息，为继电保护运行、管理服务，为实现继电保护装置状态检修提供前提条件，为分析、处理电网故障提供支持，以满足调度中心对电网正常运行及故障情况下各种信息需求。继电保护故障信息管理系统，是一个继电保护运行、管理的技术支持系统，同时又是一个电网故障时的信息支持、辅助分析和决策系统，包括运行于各级调度的主站系统和运行于变电站的子站系统。
　　1.1 主站系统结构
　　 主站端包括数据/通信服务器，保护工作站以及web服务器。数据/通信服务器主要负责与子站的通信以及路由的选择，对子站传送来的信息进行加工、处理、分析、显示和存储。保护工作站作为数据服务器的客户端，供值班员和继电保护人员使用。可以通过数据服务器查询各子站保护信息，并可实时显示故障和事件信息。web服务器实现web方式的各子站保护信息发布。主站系统的软件结构如图1所示。
　　

　　图1 系统软件结构
　　1.2 子站系统结构
　　 每个子站配置一台RCS-9798保护信息管理装置，它以光纤网络与主站端及分站端以（IEC60870-5-103＋IEC60870-5-104）规约进行通信，以串口（RS232，RS422，RS485）、光纤或网络方式与各个保护装置、故障录波器装置及行波测距装置通信，以串口、光纤或者网络方式与当地监控系统通信。
　　 每个子站可以选择配置保护工程师站，保护工程师站为一台计算机，可以组屏安装，也可放在工作台上。保护工程师站安装有保护监视、管理、故障分析软件。
　　 保护管理机通过以太网方式与主站相连，一台保护管理机可以连接多个主站。通过报文和硬接点相结合的对时方式，可以使站内所有装置的时钟精确到毫秒级。
　　1.3 子站系统主要功能
　　 完成各装置的通信连接及通信规约的转换。
　　 继电保护信息管理装置对各保护装置实时查询，对各保护装置的保护事件、自检信号及相关的波形及时收集并按照重要性在就地数据库分级记录，在当地给出明确的提示信息。可按照数据的重要性分级，及时把数据传送给分站端、主站端及监控系统。
　　 继电保护信息管理子站系统对装置的定值以及参数可以调阅及修改，可以查阅各装置的历史记录、当前状况。可以通过设置是否允许修改保护定值及区号，远方主站可以通过保护管理装置实行此项功能。
　　 继电保护信息管理子站系统可以对装置信号进行复归，同时可以接收和执行远方主站或者计算机监控系统的信号复归命令。
　　 子站对时功能采用GPS的软对时及接点对时相结合的方式，子站系统通过通信方式对各装置下发对时命令，以校正时钟的年、月、日、时、分、秒。硬接点对时利用GPS的分脉冲或秒脉冲对装置精确对时。这样使得子站的事件统一时标，方便管理。在子站GPS失效的情况下，软件对时可采用主站下发对时命令来完成。
　　 子站具有自检功能，能检测系统是否运行良好。
　　 信息的安全管理。子站对信息的删除、修改都设置权限，与拨号以及网络的通信进行安全校核，非授权用户将拒绝使用。
　　 每个子站都能够对多个主站发送数据、响应请求。用户可根据自己的需求通过系统配置项选择送往各个调度的数据。
　　 信息的打印输出，有完善的报表打印功能。
　　 录波波形的分析。录波数据以IEEE标准COMTRADE格式存储，子站波形的分析软件可以同主站共用同一个录波分析软件，具有谐波分析，故障量有效值、峰值、频率、直流分量的计算，故障分量大小相位的显示，波形及向量的显示，阻抗计算及矢量图显示等功能。
　　2 现场应用
　　 阜阳地区继电保护故障信息管理系统由安装在保护班的主站系统和220kV邢集变、阜阳变、太和变、花园变和牛庄变5个子站系统组成。通过数据网把五个子站端的继电保护信息、故障录波和故障行波数据上传到保护班主站，以完成数据的检测、记录、暂存及上传，实现保护信息综合分析、处理等功能。
　　 对继电保护及安全自动装置运行状态进行统一管理，包括装置运行状态监视、运行参数、压板状态等。系统正常运行时，可根据厂站主接线图或装置列表，定制画面中显示装置的运行状态，如装置自检、实时采样值、开入量状态、运行定值等；当装置发生异常时，系统自动提示，反馈异常类型、参数和时间等信息，并进行记录；电网故障后，系统收集故障点位置、故障类型、跳闸开关等故障信息，显示保护动作信息、相关保护的动作行为分析报告，显示故障时刻系统采样数据、故障录波数据等。可以在线对各子站的保护装置定值，按照设定的时间自动进行巡检，发现有差异时自动给出告警信息。建成的电网故障信息管理系统在正常运行和电网故障时，可以实时采集、处理各种保护信息，充分利用这些信息为继电保护运行、管理服务，为分析、处理电网故障提供支持。
　　 通过对子站传送来的信息进行加工、处理、分析、显示，为调度员事故处理及电网的安全分析、继电保护动作行为分析提供决策依据；能对远方子站及继电保护装置进行操作管理；支持网络浏览功能，可通过MIS系统将有关信息发布给其他调度机构。通过继电保护故障信息管理系统不仅使变电站内继电保护及安全自动装置的运行、管理各个环节实现“可控、能控、在控”，为实现继电保护专业管理现代化奠定基础，也使我公司继电保护的运行、维护、管理工作带来了崭新的面貌。
　　3 应用成效
　　 继电保护故障信息管理系统通过数据网为控制中心站提供监视、控制、管理变电站内智能装置的管理及分析功能，它能在电网正常运行和故障时，采集、处理各种智能装置信息，通过分层、分类告警，使运行人员快速定位告警事件的性质以便故障处理。故障简报包含故障线路名称、保护动作事件、故障测距、故障相别、跳闸相别、录波波形等信息。能够为继电保护运行、管理服务，为电网故障的分析、处理提供技术支持，以满足调度中心对电网正常运行及故障情况下各种信息需求。主站通过向WEB服务器提供各种管理信息，使不同权限用户通过IE浏览器可以访问继电保护故障信息管理系统接收到保护的各类实时信息及历史信息。
　　 控制中心主站对各个子站装置进行实时查询，并对各装置的保护事件、自检信号以及相关的波形及时收集并按照重要性分级记录，给出明确的报警提示。主站对各个子站装置的定值以及参数可以调阅及修改，可以查阅各装置的历史纪录和当前状态。通过授权可以进行远方保护定值修改，还可以对各个子站装置信号进行远方复归。通过继电保护故障信息管理系统应用，及时消除多起保护装置异常事故，避免了保护装置的误动作，杜绝了因现场倒闸操作顺序问题造成保护装置的误动作。
　　 控制中心主站可以召唤保护装置的当前定值区定值，可以将当前定值转为历史版本保存，便于日后检索和管理。方便地定义各种格式的定值单模板，基于模板生成定值单，并可打印定值单和导出定值单。实现实时自动巡检和保护定值对比功能。按照设定的巡验周期，后台召唤装置保护当前运行区定值，并将召唤的定值与存档定值进行比较，若发现有差异，并对不一致的定值作出标记和告警提示，从而实现对运行方式变化的监控和电子值班功能。