电力系统继电保护故障信息采集及处理系统

张庆兵

中煤昔阳能源有限责任公司 山西晋中 045300

在现代社会下，我国的信息技术、计算技术、通信技术已经进入到了一个新的发展阶段。如今，继电保护越来越朝着自动化、智能化等方向发展。为了提高电力系统的运转水平，相关人员需要不断地研究电力系统继电保护故障信息采集以及处理的相关知识，增强自身解决电力系统所生产问题的能力。

1 继电保护装置在电网中的作用及要求

1.1 继电保护的作用

保障电力系统的安全性：如果电力系统在实际的运行中所发生问题时，继电保护装置将会接收到故障信息，进而及时把信息传递到断路器，从而阻止问题。通过以上一系列活动，继电保护装置不仅可以更好地保护系统，而且可以降低供电风险。

对电力系统的不正常工作进行提示：在系统发生问题时，继电保护装置会依照实际的问题位置，发出不同的声响。在这种情况之下，相关工作人员就可以针对性进行维修，以此提高维修效率。不过，对于一些小的问题来讲，装置可以自行管理，进而保证系统恢复到正常状态。电力系统的运行进行监控：继电保护装置也会全方位地监控电力系统，提高电力系统运转质量。例如2019年4月5日12:43，安平发电厂220KV供电线路（平昔线）#7杆塔下部发生山火，造成A、C相相继发生瞬时性接地，线路“纵联差动”保护动作，#1、2#主变出口开关201、202及对侧261开关跳闸，对侧开关261重合闸成功，#1、#2机组与系统解列停机。17:31，机组恢复并网。通过线路故障录波器波形分析及现场巡线勘察，判定该线路“纵联差动”保护动作跳闸是由于山火导致瞬时接地故障引起，山火是导致这次线路跳闸的直接原因。此外，原设计220KV平昔线电厂侧没有设置线路侧断路器，201、202开关不属于分相合闸方式，不能实现重合闸功能，线路发生瞬时接地故障201、202开关跳闸后不能重合闸，是导致#1、#2机组与系统解列停机的原因。因故障录波器波形分析功能与纵联差动保护动作跳闸不仅加快了维修速度，同时也保障了生产安全。由此可见，继电保护装置在电网中的重要性。

1.2 对继电保护在电力系统中的要求

继电保护需要在技术上满足四个基本要求。具体如下所述，一是，选择性。电力系统属于一个庞大且复杂的体系。如果继电保护装置性能不佳，将会延长工作人员的维修时间。不过，当前的继电保护装置可以自动化地排除运行问题。二是，速动性。继电保护装置可以缩短在大电流、低电压下的运行时间，减少故障对系统的损害。三是，灵敏性。由于继电保护装置的智能化水平相对较高，继电保护装置可以根据运行问题，快速对故障信息做出反应，提高系统运行水平。四是，可靠性。也就是说，继电保护装置只会在系统发生运转问题时，才会做出一定的反应，以此保护电力系统。

2 电力系统继电保护故障信息采集及处理系统开发

2.1 硬件系统开发

继电保护故障信息采集及处理硬件系统开发时，需要对系统的数据存储以及处理位置进行科学分析，根据继电保护装置的实际应用情况，掌握不同的结构方案。通常情况下，硬件系统的基本结构方案有以下几种：第一，分层集中结构。在分层集中结构中，变电站子系统与主站系统的连接方式主要是通过网络实现全方位连接。同时，通过网络主站系统能够全面高效的收集子系统中的信息数据，并且可以实现在不同层级系统中将信息数据完整有效的传递，从而由上层主站系统对收集到的故障信息数据进行分析处理，根据下层主站系统的需求不同，利用智能化处理方式实现具有针对性的信息数据传输。

第二，分层分布结构。在分层分布结构中，变电站子系统同样可以通过网络与主站系统实现全方位连接，保证信息数据传递的全面性、有效性、即时性，同时，主站系统能够根据需要进行数据发送。分层分布结构中，系统功能状态会处在一个相对较为分散的状态中，因此，系统的稳定性、可靠性相对较高。

第三，主站分部结构。利用网络，子站系统能够实现与主站系统的全方位连接，所以同一个子站系统与主站系统的连接数量不是单一的，可以实现多条连接。在主站分布结构中，主站系统能够实现对电力数据的合理有效调度与全面高效的连接。这种结构方式下，主站系统的区域不同，则通信网络也就不同，主站系统通过对通信网络的划分，能够实现对子站系统信息数据的高效处理，更好的实现在不同主站系统中对数据信息进行网络服务。

2.2 软件系统开发

在电力系统继电保护故障信息采集及处理系统的软件系统开发中，继电保护故障信息采集及处理系统的特点是其软件设计的主要依据。在设计过程中，需要对现场运行的二次设备的种类与数量进行分析，一般来说，其分布多是在变电站当中，所以对系统的可用性的要求较高，在对系统进行结构设计过程中，有效实现是其应当考虑的重点。在继电保护故障信息系统的构成中，有很多的独立运行的对象组件，这些对象组件不经能够实现对结构规范运行，同时还可以进行独立的开发设计，并且各个对象组件在计算机应用当中处于一种平行关系，不会互相干扰，从而有效的提高了系统的优越性，使系统更加开放，并且进一步提升了系统的可维护、可扩充的性能，保持系统较高的适用性。

3 继电保护故障分析处理系统在电力系统中的应用分析

3.1 故障分析处理系统中继电保护故障诊断的仿真模拟

继电保护故障诊断的仿真模拟主要是通过真实模拟继电保护故障诊断，从而加强相关工作人员对继电保护装置的了解，主要包括参数设置等方面的情况，以便于保证工作人员对继电保护装置的参数设置更加具有科学性、合理性，最终实现继电保护设备工作性能的最佳化。在机型继电保护故障诊断仿真模拟过程中，首先应当保证模拟的真实性，一般来说，仿真模拟测试过程中，在建立继电保护装置仿真模型时，需要以真实系统作为设置的依据，从而使模拟故障行为的最终产生的效果更具有真实性。其次，继电保护装置中的保护动作跳闸后，设备中的各项数据信息应当显示出来，并且仿真提示与现实结果应当具有一致性。例如，在进行故障诊断仿真模拟中，可以将安平发电厂220KV平昔线接地跳闸事故作为仿真模拟对象，模拟继电保护装置在220KV单出线设计，电厂侧断路器不足，各机组开关非分相断路器模型下，遭遇下雨打雷、山火等不可预测的事故，线路瞬时接地时容易发生的机组开关不能重新合闸，造成运行机组跳闸停机的情况。对相关数据进行记录、整理、分析，从而优化继电保护装置设置，提高工作人员对事故的处理、应变能力。

3.2 继电保护故障分析处理系统的软件构成

继电保护故障诊断的工作原理主要是通过在计算机中进行电力系统不同类型故障的模拟，然后计算机会对故障量进行分析，当检测到设备中的故障信息后则会做出相应的保护动作，同时在系统内输出保护动作的情况。其组成部分主要可以分为程序以及数据库两大部分，其中在数据库中主要包括电网一次系统图、原件参数以及继电保护定制库等内容；程序中的主要组成部分为模拟故障计算程序、保护动作行为判断程序、报告输出程序等。

3.3 建立继电保护故障分析处理系统的硬件平台设计模型

如果相关人员可以更好地学习网硬件平台结构知识，构建完善的知识框架，就可以及时地排除故障问题。硬件表示方法对继电保护装置的运行也具有重要的作用。因此，相关人员需要重视硬件的设计开发工作。技术研究者可以根据通过全方位的研究的人们对继电保护装置的需求以及继电保护装置本应该具有的性能等等，制定合理地系统设计架构，保证装置的运行速度，强化装置实际工作价值。在这种情况之下，维修人员可以根据继电保护装置反应状况，开展维修工作。为了提高排除电力系统故障的准确性，相关人员就需要按照一定的故障检修程序，有条不紊地推进检修工作。与此同时，相关人员需要积极地学习一些故障维系知识，提高自身处理故障信息的能力。另外，相关人员可以学习一些他们处理故障问题的经验，进而在吸收他们经验的基础之上提高自身的工作水平，从而强化继电保护装置运行效率。

4 结语

综上所述，伴随着科学技术的发展，继电保护装置的发展水平也在提高。在这种情况之下，继电保护装置可以快速地对故障信息做出反应，提高维修效率，保证电力系统的运转，以此为人民创设良好的用电环境。与此同时，继电保护装置可以根据自身数据处理工作，自动化地处理一些问题，降低电力系统运行中所产生的安全风险。在日新月异的信息、通信等发展环境之下，相关人员有必要不断地研究继电保护装置，创新与发展继电保护装置，以此提高电力系统运转质量。