继电保护定值远方修改系统利用现有调度自动化系统、继电保护故障信息系统和现有的通信资源和设施,在不影响继电保护本体的运行安全的前提下,坚持安全可靠、经济适用、技术先进原则进行建设,结合临颍县新建110 kV变电站增加远方不停电修改定值功能,对继电保护定值远方修改系统的实现方案进行分析和探

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【技术】继电保护定值远方修改系统方案探讨

2015-05-19 13:09 来源:能源与节能网 作者: 崔根涛

继电保护定值远方修改系统利用现有调度自动化系统、继电保护故障信息系统和现有的通信资源和设施,在不影响继电保护本体的运行安全的前提下,坚持安全可靠、经济适用、技术先进原则进行建设,结合临颍县新建110 kV变电站增加远方不停电修改定值功能,对继电保护定值远方修改系统的实现方案进行分析和探讨,并针对不停电修改定值的技术难点,提出具体的解决措施。

随着电力系统的不断发展,电网的运行方式变化十分频繁,为保证电网的安全、稳定、可靠运行,继电保护装置的定值也要随着运行方式的变化进行相应的调整。若仍依靠传统现场手工更改定值方式,必然大量增加运行维护人员的工作量,因此电网运行、维护迫切需要具有远方修改、核对定值功能的继电保护定值远方修改系统。

1 技术条件

a) 主站端的要求:系统需接入调度机房I区交换机,分配一级IP地址,并开通主站服务器与站端远动机对应的防火墙及纵向加密的相应端口(2404);

b) 子站端的要求:(a)选择具备网络通信通道的变电站;(b)选取的变电站远动机应能够支持远方修改定值操作;

c) 工程实施的条件:在子站远动后台增加远方改定值程序后,可以实现各间隔保护定值的召唤,但是定值修改需要做试验。对于运行间隔,如果是保护双重化配置可以通过轮停保护装置实现定值的召唤与修改。

2 实现方案

2.1 变电站站端方案

对具备调度数据网的计算机监控变电站,子站的硬件设备采用计算机监控系统的远动通信装置,在远动机上增加软件来实现功能[2]。具体方式为:a) 通过变电站计算机监控系统实现对保护装置远方修改及核查定值,现场更换计算机监控系统远动主机软件,增加远方不停电修改及核查定值系统功能,并对计算机监控系统遥控、遥调等命令重新调试;b) 调整运行管理分工,远方不停电修改及核查定值功能由继保专业维护管理,而计算机监控系统由自动化专业管理。该方案使用现有变电站内的通信装置(总控单元或远动装置)实现修改和核对定值功能,可利用现有变电站的设备、充分利用信息共享、节约投资,而且整体施工调试难度小。

2.2 远方修改定值系统方案

在调度现有EMS系统的基础上,扩展实现远方不停电修改及核查定值功能,该功能作为EMS系统的一个独立运行模块,专业界面清晰,便于运行维护管理。a) 在调度主站远动通信机房放置1台远方不停电修改及核查定值系统服务器,并安装相关系统软件,将修改定值系统的客户端程序集成到现有的EMS系统中。由于改定值操作属于安全I区设备,需要将此服务器与I区四级数据网交换机相连接,利用现有I区通道实现服务器与变电站远动机的连接,通过对应的规约通信完成召唤修改核查定值;b) 建设保护班工作站,并在服务器上安装1套远方不停电修改及核查定值系统和相关的系统软件,通过专用通信通道与主站交换机连接,来实现远方不停电修改及核查定值功能。

3 技术难点

3.1 交换机1区与变电站远动机之间的通信

目前定值远方修改系统服务器位于自动化机房内,为实现系统功能,需要将定值远方修改系统服务器与新建变电站的远动机相连接,并开放相应端口(2404),通过变电站远动机利用通用分类服务实现远方修改定值。由于变电站远动机已经接入调度数据网1区,且定值系统操作属于安全一区,所以建议直接使用服务器网卡通过网线接入现有调度数据网1区交换机,来完成服务器与远动机的通信[3]。此方案免去了建设专用通道的复杂工作,节约了成本。

对于网络安全方面,系统采用标准104规约进行通信,在系统闲暇时段,服务器与远动机之间不会产生大的网络流量,仅有为了保持数据连接而发送的数据测试帧,每帧只有8个字节,完全不会影响现有2 M网络的正常通信。系统正常操作过程中,数据量最大的定值召唤帧,通常也只有1 000个字节以内,时间也只有400 μs左右,基本不会产生影响,所以建议采用此方案。

根据方案要求,我们需要将修改定值的功能部署到EMS系统工作站中,由于目前2套系统相对独立,而要实现以上功能就需要将修改定值服务器通过EMS系统交换机接入到EMS系统的局域网中,实现改定值服务器与EMS工作站的连接,安装相应客户端软件,从而实现EMS工作站的改定值功能。

3.3 定值web浏览服务器的接入

将继电保护定值远方修改系统主服务器与web浏览服务器分别接入到调度数据网的1区和3区,2台服务器之间通过位于I区的防火墙及正向隔离设备连接,配置相关协议。

4 问题及解决方案

4.1 系统平台

由于目前所用的继电保护定值远方修改系统属于Windows平台下开发的系统,没有在Linux平台下运行过。但服务器需要接入调度数据网I区,根据规定所有接入I区的服务器都必须安装Linux或Unix系统;需要在EMS系统工作站实现改定值功能,EMS工作站也是运行的Linux操作系统。

解决方案:需要将继电保护定值远方修改系统从现有的Windows平台上移植到Linux平台上去。若系统调试时间有限,可暂时先将装有Windows操作系统的服务器安装杀毒软件,接入到I区数据网中,完成系统的调试。等到系统修改完成后,再将服务器改造成Linux操作系统,并将系统客户端部署到EMS的工作站上去。

4.2 可能实现不了软压板的投切

如果智能化变电站的保护与远动机采用的保护是不同厂家生产的,福建的工程实践证明,可能会出现软压板只能召唤不能投切的现象。

解决方案:若调试中发现确实存在此问题,在子站远动机增加单独软压板遥控表,遥控命令保护软压板投退,和保护定值远方修改在同一界面,独立分成两部分内容。

4.3 保护班工作站难以接入

由于保护班与系统服务器有较大的地理距离,如果要实现继电保护定值远方修改系统工作站的功能,必须将工作站与服务器相连接,目前可行的方式,就是准备1台改定值工作站,并安装Linux操作系统及相应改定值客户端软件,将工作站接入到调度数据网交换机,通过调度数据网交换机与服务器相连接,从而实现工作站的改定值功能。因为系统功能调试期间不需要工作站的参与,对于保护班工作站的配置工作,可以在系统调试完成,并成功移植Linux系统下之后进行。前期可以进行工作站购置、申请调度数据网IP及物理网络接入的工作。

4.4 Web方式浏览的实现

同一台服务器的多路网卡,不可以跨区接入数据网,Web浏览定值需要单独Web浏览定值服务器,并接入数据网III区,通过正向隔离设备与主服务器相连来实现。需要增加1台Web服务器,同时需要对继电保护定值远方修改系统程序做修改。

5 结语

新建110 kV变电站安装此系统,针对现场的实际情况提出了一套切实可行的实施方案,在实施过程中自动化、保护、通信工程技术人员和相关保护、自动化厂家协同配合,能按工程实际需要适时调整工作方案,并修改相关规定来适应新的工作需求,具有十分重要的示范作用。开展远方不停电修改及核查定值可实现巨大的经济及社会效益,能减少一次设备停电时间,可以提高继电保护、自动化人员工作效率。希望所提出的方案能对工程实际提供参考和借鉴。

原标题:继电保护定值远方修改系统方案探讨

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