RMS601保护信息子站系统构成及应用

摘要：本文介绍用于电力系统继电保护故障信息系统的构成，以及国电南自RMS601保护信息子站系统的配置、功能。

关键字：继电保护故障信息处理 子站系统 功能

1、引言

随着变电站自动化、调度自动化技术的不断发展，调度系统信息化、智能化水平已达到了很高的程度。继电保护、安全自动装置和故障录波器已经成为电网的重要组成部分，在这样的背景条件下，继电保护故障信息处理系统应运而生，继电保护故障信息处理系统主要涵盖以下三个方面：

1. 对二次装置的监视、控制、管理；

2. 快速获取二次装置在电网故障时产生的信息；

3. 对二次装置所产生信息的综合分析、利用。

2、总体结构

2.1继电保护故障信息处理系统功能定位

继电保护故障信息处理系统的功能定位在于对电网保护动作和运行状态信息的收集与处理，并对保护装置的动作行为进行详细分析，是继电保护人员、调度人员等其他人员快速分析、判断保护动作行为、处理电网事故的技术支持系统。

2.2继电保护故障信息处理系统基本要求

由于继电保护故障信息处理系统跨地域、跨系统、功能复杂、接入设备种类繁多、数据和信息量大、保护装置和系统应用的发展以及标准的变化不可预期，可靠性和安全性要求高，在系统建设时，必须重点考虑系统的开放性、可扩展性和可维护性。

2.3 继电保护故障信息处理系统典型结构框图

图1 继电保护故障信息处理系统网络拓扑典型示意图

说明：

1、子站系统：包括子站主机以及连接网络型设备需要的逻辑隔离措施（设备）和连接串口型设备需要的串口服务器（多串口卡）。

2、子站与监控系统的连接可以通过串口也可以经采取逻辑隔离措施后通过网络接入。

3、数据网交换机指安装在数据网接口柜上供继电保护系统设备接入数据网用的交换机。

4、主站系统：包括数据服务器、通信服务器及相关的接口设备等。

5、WEB服务器用来将主站接收到的信息经单向隔离装置后向III区系统。

6、客户机是供继电保护人员或主站维护人员进行故障信息查询，以及运行维护的工作站，一般安装在办公室，与主站主机处于同一安全区。

3、系统构成及应用

3.1设备接入和规约处理

国电南自RMS601保护信息子站可接入多种国内外规约，包括IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、四方保护规约、南瑞保护规约、南自保护规约、许继保护规约、MODBUS 规约等。

子站将采集到的信息统一转换为国际标准IEC60870-5-103 格式进行数据转发，在网络通信方式下（TCP/IP）采用 IEC60870-5-104代替 103 的链路层协议。

对于采集到的录波数据，保护信息子站可将其转换为 IEEE 标准的 COMTRADE 文件格式，还可按间隔、线路对波形数据进行分解重组，再上传主站系统，以降低数据量、提高数据传送效率。

子站可以按照重要程度对保护装置上传的数据分优先级，把重要数据优先传送至主站。子站还可以设定数据的过滤规则，在数据上传时过滤无关数据。信息分级和过滤的规则均可以通过配置工具灵活定义。

3.2数据存储和转发

国电南自RMS601保护信息子站具备大容量的内部存储空间，并且具有 USB 接口，可以通过外接 USB 存储器保存大量数据并进行数据交换，保证在通信中断时不丢失任何数据，中断时间过长时重要事件不丢失。保护信息子站进行数据存储时可按数据的重要程度进行分级存储。用户还可以制定存储策略，提高存储空间的使用效率。还支持网络硬盘功能，通过程序将重要的历史数据存储到网络硬盘上。

子站系统具有向多个主站转发数据的能力，可同时向多级主站进行转发。 转发通道支持数字通道、模拟通道，TCP/IP 网络等多种通信方式。子站系统在设计上参考 IEC61850 通信网络和系统的规定，系统的数据建模遵循 IEC61850 标准，支持 IEC61850 体系与主站通信。

3.3子站监控后台功能

保护信息子站通过以太网向子站监控后台转发所有的数据，实现对本站的装置参数、运行数据、故障信息等的监视。子站监控后台可以对保护信息进行分类、分级保存及必要的数据处理，并通过全图形化界面提供数据显示、查询、检索等功能。

3.3.1监视和报警

子站监控后台能够把采集到的事件按重要程度进行处理和存储，可进行声光等各种形式报警，并可由事件触发预先定义的动作，如弹出画面、打印等。还可以对事件设置过滤条件和提供多种检索手段。用户可以监视站内所有接入装置的通信状况和本系统中各部分的运行工况，异常情况立即报警；

3.3.2子站监控后台

可对站内保护设备的基本信息和运行信息进行管理：

1.基本信息管理：包括厂站、一二次设备的名称、属性、参数等，如对厂站名称、变压器、发电机、断路器、CT 变比、装置型号、软件版本等。用户可通过地理接线图、厂站接线图等图形导航对设备进行逐级查找，也可以用名称类型等关键字进行精确或模糊查询；

2. 运行信息管理：保护当前运行状态（正常运行、装置告警、网络不通） ，保护定值及组别，保护实时上送的模拟量、开入量，保护投退和检修的时间、原因，保护装置异常、启动、动作报告等；

3. 统计分析：综合各种故障信息，如保护动作信号、断路器动作信号、故障前后电压电流及采样值等，进行判断并形成动作分析报告，并可按时间、元件等形成开关动作次数、保护正确动作率、连续运行时间等统计报告。

2.3.3录波分析

1. 波形显示：对生成的波形图可按横向和纵向进行任意缩放，平移，着色，叠加等操作，并可实时显示光标所指位置电气量数值，同时标注各模拟电气量的有效值、相角、峰值；

2. 谐波分析：分析各模拟电气量的各次谐波，直流分量，计算谐波总畸变率，各次谐波含有率，并以棒图的方式显示；

3. 序分量分析：分析计算故障期间模拟电气量的正、负、零序分量，并以矢量图的方式显示故障期间序分量的变化轨迹。