繼電保護測試儀故障信息分析處理系統及探討問題前言
　　隨著電力系統的發展，微機型保護和故障錄波裝置在系統中所占的比例日益加大，錄取系統故障信息的能力也日益加強。為了充分發揮微機型裝置的優良性能，山西省從97年開始，在經過充分調研及可行性研究的基礎上，設計了山西電網故障信息分析處理系統的結構、規模及其實現方式，確定了系統的技術方案，并于2000年6月建成系統并投入運行。目前，該系統連接了山西電網十個220KV變電站的微機型保護和故障錄波裝置。
　　繼電保護故障信息分析處理系統的建立，實現了在電力系統發生故障后將完整的保護裝置動作報告和錄波報告迅速傳送到省調及相關繼電保護部門，使所有關心故障狀況的人員（尤其是調度人員）能及時、準確地掌握電網的故障情況，提高事故的分析處理水平。同時，實現了保護人員在日常運行中對全網微機型保護和錄波裝置運行狀況的動態、實時監測，大大提高了系統保護裝置的健康運行水平。
　　1 系統組成
　　1.1變電站端
　　在變電站端設置專門的子站系統，所有數據采集和分析系統的硬件單獨組屏，盡量不影響原有保護和錄波裝置的獨立運行性能。管理屏通過Modem與調度端中心站連接，通過工控機與現場設備連接。工控機經由插在IPC中的多功能MOXA卡將RS-232信號轉換成RS485/422信號，同時進行串行口擴展，經雙絞線連接到站內微機保護和故障錄波設備。管理屏裝設一臺GPS授時裝置，為了盡量減少對運行裝置的影響，GPS僅采用了“軟對時”方式，即GPS只校正工控機的時鐘，工控機再通過串口為所連接的裝置對時。非微機保護裝置及其它監控信號以開關量的方式接入變電站管理屏。
　　工控機以各連接設備的通訊協議接收數據后，將數據格式進行轉化，錄波器數據格式轉化為ANSI/IEEE c37，111-1991 COMTRADE格式，保護報告轉成文本文件，以TCP/IP協議與調度端中心站進行數據傳輸。
　　1.2中心站端
　　中心站設一臺通訊主機和一臺數據管理服務器。通訊主機通過MODEM經專用微波話路與變電站管理屏連接，系統發生故障后可同時接收相關變電站上傳的信息，經分析處理后將*終數據存入管理服務器。服務器負責存儲、統計所有變電站的信息，對接收的數據經過初步分析，并經維護人員歸納、總結后通過Internet發布，每個終端可以共享服務器提供的標準化數據及資源,實現整個局域網對*新故障數據的共享。同時，調度員可以瀏覽管理服務器上原始的故障數據及波形信息。通訊主機與服務器之間遵循TCP/IP（FTP）協議。
　　2 繼電保護測試儀故障信息分析處理系統及探討問題系統功能
　　2.1故障信息的及時、準確處理功能
　　變電站管理機能自動完成對本站所連接的保護和錄波裝置的正常查詢、動作報告和自檢報告的自動搜集和分析處理，當分析到有保護跳閘報告時能自動撥號將報告上傳至中心站，并在管理機上以醒目的方式就地顯示，實現了對所有連接裝置動作信息的自動管理，提高了故障處理的自動化水平。
　　管理屏的GPS裝置可以**地同步各裝置的時鐘，極大地提高了系統故障分析的準確性，消除了因時鐘的影響而造成事故分析不便的隱患。
　　通過遠傳系統，繼電保護各級管理部門在系統發生故障時可以及時、準確取得有關數據而無須趕到現場，縮短了處理故障的時間。
　　中心站后臺軟件具有完善的分析工具對上傳的數據進行分析，如故障測距、波形分析、矢量計算、諧波分析等。故障測距提供了多種算法，為故障點的查找帶來很大方便。雙端測距算法的實現，大大提高了故障測距的**度，這也正是本系統實現的*有效、實用的故障處理功能。
　　2.2運行設備的遠方監控、維護功能變電站定時對連接裝置進行巡檢，一旦裝置有自檢異常報告，自動收集并保存，同時可以就地顯示或聲響等方式提醒運行人員。管理機每天自動調取一次各裝置定值，也可由中心站遠方操作隨時調取裝置定值。可自動記錄接入變電站管理屏的開關變位情況并給出漢化的變位信息和有關提示。
　　在中心站可以遠方調取各連接裝置的實時采樣數據及波形、裝置自檢報告、開關變位狀況、當時定值等，監視裝置的運行狀況。對錄波裝置，還可以實現遠方啟動錄波的功能。
　　2.3故障信息的管理、統計功能
　　中心站服務器管理系統的設計基于Browser/Server模式，采用滿足國際技術標準的通訊協議及數據庫環境，實現數據庫的管理功能。接入本系統的所有裝置的動作信息、自檢信息及錄波數據都記錄在數據庫中，可以方便地進行不同條件的查詢和統計，如按照單位、廠站、線路名、開關號、保護及錄波裝置型號等，同時，要求該軟件具備查詢或統計后相應數據的轉存、備份、刪除等功能。
　　2.4圖形功能
　　中心站通訊機可顯示山西電網地理接線圖，通過點擊地理接線圖中任一變電站可調出該變電站的主接線圖及保護、錄波裝置的配置圖，點擊任一裝置即可調出該裝置的歷史數據。當系統發生故障，有報告傳到中心站時，變電站主接線圖中有明顯標志自動顯示故障報告的存在。圖形具有方便的編輯功能，如添加、刪除設備等。
　　3 使用情況
　　3.1連接裝置
　　山西電網故障信息分析處理系統連接了目前使用較多的微機型線路保護和故障錄波裝置及部分變壓器保護，還接入了部分開關量信號。
　　線路保護裝置：南自廠生產的WXB-11C/15型保護和南瑞生產的LFP-900系列保護故障錄波裝置：南京銀山公司生產的YS-8A錄波器和電自院遠動室、深圳深寧公司生產的WDS-2B錄波器變壓器保護裝置：南自廠生產的WBZ-03、04保護和南瑞生產的LFP-970系列保護開關量信號：根據各廠站的需要接入目前無法監測到的信號。如各電壓等級母線接地信號、裝置直流電源消失信號等。
　　裝置的連接過程中，LFP-900系列保護和YS-8A錄波器比較容易接入，后臺接收的信息也與裝置本體差不多，但對于早期投產的微機型裝置，如WXB-11線路保護、WBZ-03/04變壓器保護及WDS-2B錄波器，如果進行組網，必須對設備進行升級。WXB-11需升級為WXB-11C型，WBZ-03/04變壓器保護，原裝置的運行程序沒有聯網功能，需要對程序進行修改，而WDS-2B錄波器需升級為WDS-2E型。對于這些裝置的聯網，需要做的工作很多，但聯網后調取的信息非常有限，上傳報告的內容比裝置本體打印的內容少得多，運行中還存在許多問題，如WXB-11C/15保護，只能調取兩個周波的故障波形，運行中經常出現無法與變電站管理屏通訊的情況，原因是保護裝置的打印機卡紙，卡紙時保護串口不進行通訊；WBZ-03/04保護組網后，WBZ-03裝置不能調取定值，WBZ-04裝置調取的定值有一項錯誤。所以，在建立保護故障信息系統時，早期的微機型裝置是否接入，其必要性有待于進一步探討。
　　3.2系統特點
　　（1）保護及錄波裝置的動作、自檢報告在變電站端經過數據格式轉換后，文件體積比較小，傳輸速率較高，同時，通訊模塊軟件支持斷點續傳，縮短了占用通道時間，提高了遠傳成功率。
　　（2）對變電站連接的各種裝置的通信軟件采用了模塊化設計。對不同廠站的設備通過連接裝置的設置完成通訊軟件設置，而無需重新編制軟件，當變電站擴容或設備變更時，站端軟件調整、維護工作量小，使用方便。
　　（3）中心站軟件具備靈活、豐富的故障分析功能。可以顯示有關電氣量的曲線和相量，當光標在曲線上移動時，可實時顯示光標所在位置各電氣量的有效值、瞬時值、相角、諧波值等；可對選定的曲線進行疊加、拉伸、壓縮、放大、縮小等顯示。
　　（4）提供了對故障線路的多種測距算法，有單端測距、雙端測距、對側助增測距。
　　3.3存在問題商榷
　　山西電網故障信息分析處理系統于2000年6月投入試運行，運行期間經歷了十多次系統故障，故障報告基本完整，但時效性不佳。根據運行情況分析，有一些問題值得在建設信息系統時引起重視：
　　1、為了確保電網故障時故障數據自動上傳的時效性、準確性，中心站與變電站之間傳輸通道*好是數據網通道。在不具備數據網而用微波電話傳輸時，要求通訊軟件具有很強的容錯能力，否則難以實現電網故障時故障數據的自動上傳，中心站向下訪問也容易受阻，大大影響了對電網故障的判斷、處理。
　　2、變電站端系統連接保護及錄波設備后，抗干擾問題應予以高度重視。保護和錄波裝置連接的規約轉換盒應是有源設備，以提高其抗干擾能力。從保護串口到變電站管理屏的整個回路（包括規約轉換盒、雙絞線、串口轉換及擴展MOXA卡）的抗干擾能力都應滿足抗干擾的要求。
　　3、故障信息系統建設時應同時建立起變電站二次設備參數數據庫，該數據庫由變電站端系統填寫和修改，與變電站主接線圖、二次設備分布圖的繪制相結合，一次完成。調度端中心站可以調用該數據庫并可實現所有聯網變電站二次設備參數的查詢、統計等管理功能。
　　4、變電站管理機不僅要實現對連接設備的訪問，而且要進行智能管理。如對設備的定值、定值區號、開入量、連接情況等進行監視，記錄其變更時間及變更內容，根據預先設定的優先級別進行相應處理。
　　5、變電站端與保護和錄波裝置通訊的管理軟件時序配合上應合理，應能確保與設備連接暢通，否則變電站管理屏經常出現與設備連接不上的現象。
　　6、中心站對變電站端設備的訪問不能僅通過一臺通訊主機進行，MIS網上已被授權的其它終端應能通過該機訪問變電站設備。
　　4 結束語
　　繼電保護故障信息分析處理系統的開發和使用，標志著繼電保護專業的技術管理水平登上一個新臺階，為電力系統故障的準確分析、及時處理提供了重要的依據和手段。它的建立，為今后繼電保護動作行為進行智能化分析和仿真，為保護專家系統的建立奠定了基礎，必將為電力系統的**可靠運行做出貢獻，為提高各專業技術管理的自動化水平發揮愈來愈大的作用。