浅谈大型水电站继电保护信息管理系统设计及运用

胡嵩嵩，杨 涛，黄泰山

(乌东德水力发电厂，云南 昆明 651500)

随着微机继电保护、自动装置在电网中的普遍使用，以及近年来电网智能化、信息化的高速发展，继电保护信息管理系统正扮演着越来越重要的角色，在电力系统发生故障时可以将用户关心的保护及故障录波装置的各种信息以数据通信的方式传出。

目前，继电保护信息管理系统通常的实现方案是在厂站内单独设置一套继电保护信息管理子站集中采集厂站内的装置信息, 然后以统一的规约传送至调度中心主站系统。继电保护信息管理系统子站主要负责收集、显示厂站内保护及安全自动装置、故障录波装置的正常运行信息和故障信息，并可接受主站系统的命令实现对保护装置的操作，根据运行的需要，子站系统也可以向厂站监控系统转发相关保护运行信息。

1 大型水电站继电保护配置情况

该水电站分设左、右岸两个电站，发电机—变压器组采用单元接线，设发电机断路器，500 kV侧采用3/2断路器接线，500 kV配电装置均采用GIS，500 kV出线均采用气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)，出线引至地面出线场与电网架空线路连接。

发电机、变压器配置相应的发变组保护装置，10 kV厂用电系统配置相应的过流、母线弧光等装置，500 kV系统及出线场设备配置相关的断路器保护装置、短引线保护装置、线路保护装置等。全电站共有保护装置近400套，为便于对保护装置的管理，所有保护装置均应接入继电保护信息管理系统。保护信息管理中心站布置在全厂控制管理楼中控室，左、右岸保护信息管理子站及网络设备柜布置在左、右岸地下厂房。

2 继电保护信息管理系统的实现

2.1 系统结构

由于该水电站保护设备分布广且比较分散，为了能够将全部保护装置接入到继电保护信息管理系统中去，继电保护信息管理系统由左、右岸保护信息管理子站和保护信息管理中心站组成，采用主干环网和区域星型网络相结合的网络结构。继电保护信息管理系统网络采用100 Mbps交换式工业单以太环网，网络按IEEE 802.3设计，采用全开放的分布式结构，通信规约采用TCP/IP，应用层协议采用IEC61850和IEC-60870-103，采用光纤传输，网络的传输速率不小于100 Mbps。该电站继电保护信息管理系统拓扑图如图1、图2所示。

图1 保护信息管理子站系统拓扑图

图2 保护信息管理中心站系统拓扑图

竞争性选拔干部是指根据领导班子和干部队伍建设需要，采用公开选拔、公推提名、竞争上岗、公推竞岗、公推直选、差额选拔、公开选调等方式集中择优选拔和选调干部，是新时期干部选拔任用方式的一项重要改革，是培养选拔优秀年轻干部的重要举措，同时也是我党对新时期干部工作提出的新要求。深入分析竞争性选拔干部的现状特点，结合国有企业的实际特点，统筹谋划竞争性选拔干部的工作思路和发展途径，对于推进这项工作的经常化、制度化、科学化，提高企业选人用人公信度和组织工作满意度具有重要意义。

电力系统主要可以分为发电、输电、变电、配电、用电几个环节。配电网是电网的末端，直接与用户相连，也是辐射面积最广的网络。配电线路是电网向用户提供电能的最终路径，其运行关系到配电网的可靠性、电能质量、输送效率等多方面。因此，配电线路设计显得十分重要。

保护信息管理子站通过光纤网络以单环结构接入保护信息管理中心站，并分别通过一台10 M/100 M以太网主干交换机与分布在厂内各区域的子交换机采用单星型方式相连，发电机保护、变压器保护、500 kV GIS/GIL保护、10 kV保护装置通过61850通信规约接入继电保护信息管理系统，与调度相关的保护及安全自动装置(含线路保护、安控装置等)、故障录波分析系统子站通过以太网通信接口接入保护信息管理系统，完成信息、定值及波形文件上送。

5)保护信息管理工作站主机安装国产凝思操作系统，可以有效避免病毒的攻击，提高系统的安全性；

2.2 系统特点

该电站继电保护信息理系统具有以下特点：

据了解，中央新闻纪录厂20世纪50年代的老资料《第一届人大通过宪法》10 s的价格是1 200元，1957年拍摄的《一个小镇的变化》资料反映的是湖南吉首50年代发展与变迁，每分钟的价格是4 500元。因此可以看出时间老、年代久远的资料也是十分珍贵的。它代表着一种积淀与厚度，是价值生命力的充分体现。

在汉译英过程中。汉语句子定语修饰词较多置于中心词之前，英语则相反，中心词在前，修饰语置后，这时需做语序调整。例如：

保护信息管理子站可以按照电网规范对站内一、二次设备关联关系及图形进行建模，并将生成的文件传送至主站系统，主站系统与电调自动化系统间采用数据文件加FTP的方式进行信息交换，主站负责导出数据文件并通过FTP上传到指定的服务器上，电调自动化系统负责保信数据文件的解析和展示。

保护信息管理中心站接入左岸和右岸保护信息管理子站的数据，展示全厂的继电保护数据，保护信息管理中心站与计算机监控系统、故障录波中心站通信，并通过调度数据网将数据上送网调保护信息管理主站。

3)继电保护信息管理系统网络采用主干环网和区域星型网络相结合的结构，主干网通过高性能主交换机，采用高速率以太环网结构互联，具有自愈功能，可靠性很高；而各个区域网络节点采用星型网络结构就近接入区域主交换机，具有配置简单、使用灵活的优点；

(2)有效解决国际贸易收支平衡问题。将融资租赁运用到国际贸易中，可以增加出口贸易的数额，提高货物出口质量，从而保证国际贸易收支平衡，换句话说，就是融资租赁能够解决贸易中遇到的困境。其一，融资租赁能够调整各国的贸易形式。也就是说，租赁企业将相关设备承租给别国的承租方，从而使本国的设备走向了国际。其二，融资租赁能够减少交易国家的贸易摩擦，增加本国贸易出口数量。其三，若某个国家要增加自身的进口数量，就可以从国外购置设备承租给本国。采用该种方式能够使本国的产业结构得到全面调整。其四，融资租赁还可以调整各国投资的外储。因为融资租赁无法获得国外股权，所以，采用外储的方式进行间接投资[5]。

左、右岸电站保护信息子站管理机各采用两台PCS-9798A嵌入式保护信息管理装置，PCS-9798A装置处于站控层，对上与保护信息管理主站通信，对下与继电保护及安全自动装置、故障录波分析系统子站通信，支持多种通信接口和协议。保护信息管理子站与保护信息管理系统交换机间加装防火墙，通过防火墙对生产I区和II区设备进行隔离。在左、右岸电站继保室内各设置两台保信后台管理计算机，方便运维人员查看保护装置信息。

6)处于对系统安全考虑，保护信息管理子站不配置修改、整定保护定值和传动试验等控制功能。

2.3 系统功能

保护信息管理子站能监视子站与保护装置、故障录波分析系统子站的通信状态，并对通讯异常记录进行存储，通信状态改变时，应向主站发送相应事件。能自动检查软硬件工作情况、与电站内装置的通信情况和电站内各保护装置的工作情况，当发现自检故障时，发出告警信号至电站计算机监控系统，当发现设备有故障或有事件记录报告时，自动整理并保存。

1)所有继电保护及安全自动装置都可以经串口、网口等方式接入保护信息管理子站，保护信息管理子站可完成通信转接和规约转换，统一到标准的IEC61850和IEC60870-5-103；

保护信息管理子站具备定值自动召唤及定值核对功能，可以正确读取保护装置、故障录波分析系统子站的装置参数、各区定值、模拟量及开入量状态、告警动作、录波文件等信息，当子站发现保护定值与基准定值(第一次召唤的定值作为基准或以在子站中输入各装置的定值作为基准)不对应时，应向主站发送定值不对应事件。当保护信息管理主站向保护信息管理子站发出录波文件召唤命令时，子站应对需传送的录波文件进行判断，如果子站存有该录波文件，则从子站向主站发送该文件；若该文件未储存在子站中，则从故障录波分析系统子站中读取、上送并储存。

4)左、右岸电站继保室都配置保信后台管理计算机，左、右岸电站保护及安全自动装置信息通过保护信息管理系统主交换机互联，所以在左、右岸电站保信后台管理计算机都可以查看站内所有保护装置信息，为运维人员的日常巡检和设备维护提供便利；

2)继电保护信息管理系统所辖设备较多，信息量较大，为便于保护装置信息的采集和上送，左、右岸电站保护信息管理子站各使用两台PCS-9798A装置；

保护信息管理系统具备Web发布服务，通过Web 发布和浏览，用户可以在Intranet上浏览调度保护信息管理主站系统的图表和数据，了解电网的运行状态，作出相应的决策。Web发布平台布置在安全网Ⅲ区，通过防火墙与布置在安全网I/II 区的继电保护信息管理系统、故障录波系统隔离，可以实现以下功能：

1)故障信息、故障波形的下载和在线打印；

机械化插秧的推广必须依靠农机农艺结合，特别是农技部门要挑重担，对机械化插秧的育秧、插秧、大田管理等多方面制定符合本地的技术操作规程，用以指导当地机插秧技术推广。

2)对保护状态进行实时监视，状态发生异动时发出告警信号；

3)实时接收保护装置采样、故障录波系统采样形成数据库和报表，用于对保护设备自动定期巡检、趋势分析、GIS站内采样功率(电流)平衡分析；

共词分析法是依据文献中的高频关键词，探索文献中各主题之间关系的一种内容分析法[2]。本文主要利用书目共现分析系统Bicomb 2的词频分析和数据统计分析软件SPSS 20.0的聚类分析，对生成的高频关键词进行可视化分析。

4)可根据同期数据比对、变化趋势、突变监测进行预警、双套保护采样进行对比误差预警，预警值可现场设定。

3 结 语

大型水电站的安全运行对于电网的稳定运行具有决定性作用，该水电站继电保护信息管理系统结合最新技术设计，不但可以将子站采集的所有继电保护及安全自动装置、故障录波装置信息上送至主站，还可以通过Web服务在办公网络发布，并形成数据库和报表，实现数据的统一管理，为保护设备的稳定运行打下了坚实的基础，对于人员配置少、设备布置分散、自动化设备众多的大型水电站，具有很高的借鉴意义。