继电保护及故障信息管理系统解决方案

系统概述及需求
随着我国电力建设的快速发展、自动化水平的提高，各类微机保护装置、自动化装置、故障录波器以及综合自动化系统被普遍采用，对继电保护运行、事故分析、电网运行的管理水平和决策能力提出了越来越高的要求。

建设继电保护及故障信息管理系统的目的在于为控制中心端监视、控制、管理站内的二次装置（微机保护、自动装置、故障录波器），实现二次装置运行管理的网络化和自动化，为运行人员提供处理提示，提高继保系统管理和故障信息处理的自动化水平。系统能在正常和电网故障时，采集、处理各种智能装置信息，并充分利用这些信息，为分析、处理电网故障提供支持，以满足调度中心对电网正常运行及故障情况下各种信息的需求。

因此，继电保护及故障信息管理系统，是一个继电保护运行、管理的技术支持系统，同时又是一个电网故障时的信息支持、辅助分析和决策系统。系统包括运行于各级调度的主站系统和运行于变电站、电厂的子站系统。

我公司在总结多年来变电站监控、站内通讯组网、设备规约转换、电力分析应用等领域实践经验的基础上，按照国际标准和国家标准，在标准化的电力软件平台上统一开发出技术先进、安全性高、可靠实用、开放性好、可扩展性强的RCS-9010继电保护及故障信息管理主站系统和RCS-9011继电保护及故障信息管理子站系统。

详细介绍

   RCS-9010主站系统典型方案

主站系统的前置机运行模式支持主备前置机、单一前置机、一体前置机和分布式前置。故主站系统内数据服务器和通信服务器可以采用一体化模式。系统可采用的配置方案如下表所示：

方案	服务器配置
方案一	双数据服务器＋双通信服务器＋磁盘阵列＋WEB服务器
方案二	双通信/数据服务器＋磁盘阵列＋WEB服务器
方案三	单数据服务器＋单通信服务器＋磁盘阵列＋WEB服务器
方案四	单通信/数据服务器＋磁盘阵列＋WEB服务器

主站系统通常由数据服务器、磁盘阵列、通信服务器、Web服务器、保护工作站及值班工作站、以太网交换机和单向隔离装置组成。数据服务器主要负责对子站传送来的信息进行加工、处理、分析、显示和存储，磁盘阵列用以备份系统数据，通信服务器负责接入各子站系统，WEB服务器实现WEB方式的各子站保护信息发布，值班工作站和保护工作站作为数据服务器的客户端，供值班员和继保人员使用。以太网交换机承担站内信息交换任务，单向隔离装置将数据单向提供给Web服务器，从而保证数据信息的单向流通。

对于建设在国家电力调度通信中心，网、省电力调度中心，超高压局的主站系统推荐采用方案一/方案二；对于建设在地区调度中心，集控站或送变电公司的主站系统推荐采用方案三/方案四。

主站系统典型配置方案如图2-1和图2-2所示。

 

图2-1   双数据服务器＋双通信服务器配置方案

方案技术特点：

[1]    数据服务器、通信服务器采用双机主备热备用方式运行，主备服务器实现自动切换，提高系统运行可靠性和稳定性；

[2]    系统采用专门的通信前置机与子站、分站、上级主站通信，同时实现了本系统与计算机通信网段的隔离；

[3]    通信网络采用双网，提高网络运行可靠性；

[4]    双网采用均衡流量管理，有效地保证了网络传输的实时性和可靠性；

[5]    主站系统与Web服务器之间通过单向隔离装置建立连接，将数据单向提供给Web服务器，从而保证数据信息的单向流通；

[6]    提供开放的数据接口与DMIS、EMS系统实现资源、信息共享；

[7]    支持多种国际标准通讯协议，如IEC61850、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等；

[8]    另外，提供一次系统模型参照IEC61970，二次系统模型参照IEC61850的支持。

 

图2-2   单通信/数据服务器简化配置方案

方案技术特点：

[1]    单通信/数据服务器＋单网，系统配置简洁；

[2]    主站系统与Web服务器之间通过单向隔离装置建立连接，将数据单向提供给Web服务器，从而保证数据信息的单向流通；

[3]    提供开放的数据接口与DMIS、EMS系统实现资源、信息共享；

[4]    支持多种国际标准通讯协议，如IEC61850、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等；

[5]    另外，提供一次系统模型参照IEC61970，二次系统模型参照IEC61850的支持。

3         RCS-9011子站系统典型方案

RCS-9011继电保护及故障信息管理子站系统从产品体系上可分为：站控层、网络相关设备、间隔层。

站控层设备主要包括保护信息管理机以及工作站。保护信息管理机对下连接间隔层装置，对这些装置的信息进行收集、存储、分析、处理，并将这些信息按照一定的规则送远方调度自动化系统和保护信息主站系统，从而实现信息交换。工作站主要供值班员和继保人员使用。

网络相关设备包括以太网交换机、规约转换装置、智能网关设备等。网络支持100M单/双以太网结构，双网采用均衡流量管理，有效地保证了网络传输的实时性和可靠性；通信协议采用电力行业标准规约，可方便地实现不同厂家的设备互连；可选用光纤组网，增强通信抗电磁干扰能力。规约转换装置用以实现继电保护装置以及站内其他IED与保护信息管理机的信息交换。智能网关设备以WORLDFIP总线方式与保护装置进行通信，收集各类保护信息，再通过网络转发给站控层。

间隔层主要由保护单元、故障录波器和自动安全装置组成。RCS系列保护装置解决了装置在恶劣环境下（高温、强电磁场干扰、潮湿）长期可靠运行的问题，并在整体设计上，通过保护、测控装置有机结合，信息交换，减少重复设备，简化了设计，减少了电缆。

子站系统通常配置一台RCS-9798A/RCS-9798B保护信息管理机，根据需要配置一台或多台RCS-9794规约转换器和RCS-9881/RCS-9882交换机，另外可配置一台或多台继电保护工程师工作站。

对于监控系统与子站系统共享物理网络的子站系统推荐采用如图3-1所示的方案；对于监控系统与子站系统完全独立成网，保护装置单独组网的子站系统推荐采用如图3-2所示的方案；对于带保护小室的子站系统推荐采用如图3-3所示的方案。

 

图3-1   与综自一体化的子站系统典型方案

与综自一体化方案的技术特点：

[1]    保护信息子网和监控网络共享物理网络，提高了通信效率；

[2]    通信网络采用双网，提高网络运行的可靠性和可用率；

[3]    双网采用均衡流量管理，有效地保证了网络传输的实时性和可靠性；

[4]    保护信息管理管理机和规约转换器采用专用装置，装置采用嵌入式操作系统，实时性高，有效避免病毒和网络攻击，增强了系统安全性；

[5]    采用独立的规约转换器，便于系统扩充，并将硬件故障造成的影响降至最低；

[6]    规约接入能力强大、接入方式全面、软件模块独立设计；

[7]    数据转发能力强大、转发方式灵活；

[8]    可配置继电保护工程师站。

 

图3-2   保护单独组网的子站系统典型方案

保护单独组网方案的技术特点：

[1]    保护信息单独组网，网络结构更加清晰；

[2]    保护信息管理管理机和规约转换器采用专用装置，装置采用嵌入式操作系统，实时性高，有效避免病毒和网络攻击，增强了系统安全性；

[3]    采用独立的规约转换器，便于系统扩充，并将硬件故障造成的影响降至最低；

[4]    规约接入能力强大、接入方式全面、软件模块独立设计；

[5]    数据转发能力强大、转发方式灵活；

[6]    可配置继电保护工程师站。

 

图3-3   保护单独组网小室级联的子站系统典型方案

保护单独组网小室级联方案的技术特点：

[1]    分布式结构，规约转换在小室内完成；

[2]    通信规约转换采用专用装置，装置采用嵌入式操作系统，实时性高，有效避免病毒和网络攻击，增强了系统安全性；

[3]    采用独立的规约转换器，便于系统扩充，并将硬件故障造成的影响降至最低；

[4]    规约接入能力强大、接入方式全面、软件模块独立设计；

[5]    数据转发能力强大、转发方式灵活；

可配置继电保护工程师站。