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变电站配网的智能化故障管理系统设计

学术期刊发表网 位置:管理论文 时间:2022-04-21 08:44 (12)

摘要:摘要:阐述变电站配网运维现状,配电网故障信息管理系统的设计,探讨系统架构组成、系统功能设计、系统的实施,从而为变电站的配电网运维管理提供技术支持。 关键词:信息管理系统,

  摘要:阐述变电站配网运维现状,配电网故障信息管理系统的设计,探讨系统架构组成、系统功能设计、系统的实施,从而为变电站的配电网运维管理提供技术支持。

  关键词:信息管理系统,系统架构,运维管理。

变电站配网的智能化故障管理系统设计

  0 引言

  通过应用大数据、云计算、物联网、移动互联 网技术,大大提升了信息平台承载能力和业务应用 水平,配电网智能化建设成为新型电力系统建设的 核心之一,通过故障录波装置与配网故障智能化管 理系统相结合应用,可实现在线、实时、连续、自 动化的故障分析和诊断,故障智能化管理系统可优 化构建大数据闭环,降低盲目、强制下的预防性试 验和定期检修等模式,达到及时、准确预测电力设 备可能发展的故障,为故障分析判断和准确定位提 供基础数据,以此实行预测性维护措施。

  1 项目背景

  某地供电公司管辖1 000余座10kV及以上变配 电站,站内安装各种微机型继电保护8 000余套, 故障录波装置30余套。故障录波和继电保护装置对 故障发生时起到记录故障发生前后各种电气数据的 作用,并可分析判断和准确定位故障情况提供大量 数据依据。本项目为变电站配电网故障智能化管理 系统设计,主要为这些单机运行装置不同站点之间 某条线路上的故障点提供准确、及时的故障信息情 况,以提升运维工作效率。 变电站配电故障处理现状。由于变电站继电保 护和录波装置都为单机运行,故障点位置不一,如 有故障出现,势必很难对第一时间同时获取到故障 信息和文件,必须由运维抢修人员至现场进行录波 下载文件,之后再回到驻地比对分析,从而造成该变电站人工消耗巨大,且难以保证故障处理的及时 性。如该站某段线路于年初发生开关跳闸问题,运 维工作人员只能带齐相关工作用品,分别至辖区A 站和B站的开关站调取保护装置的动作时间信息和 故障录波文件,耗费时间,且回到驻地还需将故障 信息归类整理,之后对比和分析后得出故障报告, 综合整个过程,耗用大量时间,造成故障抢修滞 后。因此,对变电站配网故障实行智能化管理势在 必行,以此提高故障处理的及时性和准确性。

  2 智能化管理系统的设计

  根据目前变电站现状,对配网故障智能化管理 系统设计必须达到准确性、及时性、科学性要求, 以此解决供电继电保护装置管理和故障处理的痛 点,有效提升运维管理智能化水平,并满足国家发 展规划要求。 本项目设计需要实现标准化、针对35kV/110kV 站点的配网保护及故障信息管理子站的建设,并可 将其下属的10kV开关站保护装置予以覆盖;其次, 除了要对配网保护及故障信息管理主站进行科学建 设,还应形成从10kV、35kV、110kV站点至地调、 运检中心的数据通道,以此搭建机电保护和录波装 置各类数据、信息的远程交互平台,实现信息共 享;智能化管理系统设计时应满足拓展性目标,设 备管理及故障分析应用平台应可扩展,对各种保护 信息和故障信息采集与存储,达到各项功能开发, 从而满足不同部门应用的要求。

  3 故障智能化管理系统的实现 系统架构。

  (1)本项目故障智能化管理系统

  由主站层、变电层和配电层三个层次组成,每层根 据相应的功能部署不同设备。

  (2)主站层是将配

  电微机保护及故障信息主站系统建设在供电公司调 度端,在电力数据网二区与四区进行系统部署,且 用物理隔离装置对二区和四区进行网络隔离。二区 主要是采集、存储相关数据,有通信服务器、数据 库服务器及应用服务器等相关配置。由于主站层是 整个系统的核心部分,对系统稳定性具有重要影 响,故在部署中采用双网络、双机、磁盘整列的方 式。其次,以职责分工为依据,二区主站可配置一 套继电保护工作站和调度站对信息查询和维护,此 项工作由运检部和调度部两个部门单独进行。四区 主要负责信息发布,为了便于程序升级与安装,可 采用BS结构,用户对微机保护及故障录波装置所有 信息的查看可通过浏览器实现。其次,不同用户设 置不同的查看权限,以确保系统安全性。本站点要 将保护信息发布至互联网或移动终端,故在四区与 当地电力公司信息外网建立了数据通道,不仅符合 网络隔离要求,并可在信息外网部署一套外网数据 服务器,以实现手机App和Web发布方式进行信息查 询。

  (3)变电层设计时,可将保护信息子站设置

  于110kV/35kV变电站,以实现该站及其下级10kV配 电站保护信息的汇集。保护信息子站可提供与站内 综合自动化系统的接口,向综合自动化系统传送保 护信息站运行状态、与保护的通讯状态、保护动作 等信息,从而做到实时监控。该站变电层硬件配置 包括子站主机、交换机、串口服务器等,该站微机 保护以接口类型分为网口和RS485串口,微机保护 装置网口与交换机直接相连;微机保护装置如是串 口配置,则通过串口服务器与交换机相接,RS485 端口数量通常为每台串口服务器8~16路配置,采 用总线方式,接入6~9套同类型同规约的保护装 置。故障录波装置网口与子站配套的交换机直接连 接,下级10kV配电站保护信息以网络延伸方式与本 站保护子站配套的交换机直接相连。

  (4)对配电

  层与接入层进行配置,本站每个配电站以微机保护 结构类型为依据对网络交换机或串口服务器进行配 置,网口微机保护装置与交换机直接相接,串口方 式的通过串口服务器接入到交换机,每台串口服务 器配置4~8路RS485口,以总线方式接入6~8套同 类型同规约的保护装置。同时,配电站内配有网络 设备,将保护信息子站的交换机与网络设备直接相 接,可实现与上一级变电站网络通信;保护信息子 站与主站的网络通信基于完善的二区设备,并将网 络端口与防火墙开通即可实现。 功能设计。

  (1)本系统在功能设计上主要分

  为保护信息子站与主站的基本功能设计,子站与 主站之间同性与差异并存。其中,主站系统可根据 装置数量与应用需求进行扩展,以此可开发更多应 用模块。保护信息主站具备电网运行监视功能,监 测各类保护信息子站的继电保护与故障录波装置的 运行与整定参数,以及查询运行设备参数。系统主 站设置了Web发布功能,通过Web网页可发布子站采 集的微机保护装置信息,分类显示、检索和下载公 司、变电站、回路及触发时间等,以comtrade格式 形成文件;Web发布对用户身份进行认证后才可发 布信息,并可按等级设置用户权限,将信息内容过 滤。此外,系统设计了波形分析功能,可进行矢量 分析、谐波分析,并形成分析报告资料。矢量分析 功能可任意选择三个通道的向量和任意时间间隔, 分解后的正、负、零序分量的向量图可在X、Y坐标 系上显示;谐波分析可对所选时间段内各个通道的 谐波幅值进行显示。其次,根据各数值分析,可记 录变电站出发时间、采样频率、最大电流有效值, 以及触发前一个周期和出发后六个周期每个通道的 有效值、均方根值、谐波值和、以最大电流通道为 参考的相角值等。同时,波形分析可设置保存、显 示、打印、标记等功能。

  (2)保护信息子站设计

  包括规约转换、信息采集、控制功能、系统自检等 多项功能。可视化界面显示母线、线路、变压器、 电容器、电抗器及其开关的状态,可在保护装置出 现警报时在图形界面上直接显示,也可对电流电 压、定值、历史事件等进行查看。系统设计了强大 的控制功能,可对微机装置自保持的信号灯和输出 接点复归,对当前使用定值进行整定组切换,并能 实现远方人工触发故障录波器。此外,保护信息子 站担负检测系统软硬件工作情况的功能,对每一套 微机装置通讯情况都能自动检测,并将检测异常信 息记录数据库,从而主动传至站内综合自动化系统 和保护信息主站。

  系统功能实施。

  (1)选择典型的35kV/100kV 变电站,先配置安装配网保护及故障信息管理子 站。(2)搭建二区配网保护及故障信息管理主站 系统,实现故障信息与继电保护远程传送,待完善 配网保护与故障信息管理主站系统,实现二、四区 同步部署后,实现子站全覆盖,完善主站功能。

  4 结语

  本项目配电故障智能化管理系统的设计对缩短 变电站配电网定位及减少故障抢修时间带来了巨大 作用。根据智能配电网建设总体要求,设计出配电 自动化主站系统架构,实现配网设备状态监测。

  参考文献

  [1] 朱巧中,张伟,谢邦鹏,顾力,王凌佳,卫春,谈忠 华,于晟华.继电保护故障信息管理系统技术方 案研究[C].2019智能电网新技术发展与应用研 讨会论文集,2019:257-263+343.

  作者:黄涛

  相关文献:关于变电站建设工程管理方法的研究


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