变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法
专利名称：变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法
技术领域：
本发明涉及一种变电站故障分析报送方法，属于变电站自动化技术领域。
背景技术：
随着计算机技术和通信技术的发展，变电站自动化系统的智能化程度越来越高， 普通的告警方式已经无法满足现今智能化变电站的需求，故障综合分析系统应运而生，在 子站端通过智能推理可以给出开关等设备故障的推理结果，从而生成故障分析简报，目前 子站与主站通信的主流规约是IEC104标准规约，然而仅仅子站端可以看到故障分析简报， 是无法满足智能化变电站的需求，也无法满足变电站无人值守的需求。因此实现故障分析 简报子站上送主站的功能，不仅能使主站更好的掌握子站的运行状况，更能很好满足变电 站无人值守的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种变电站自动化系统中子站故障分析简报 上送主站的一种实现方法，实现稳定可靠的将子站故障分析简报传输至主站，提高主站的 监控力度。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案
变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征在于，在变电站自动化系统的 子站和主站之间采用104规约可扩展部分I格式定义报文结构进行网络通讯，该方法包括 以下步骤
(1)子站端具备基于站内一次设备和保护信号的故障分析功能，对于诊断出的结论，按 照约定的报文格式主动上送至主站监控系统，以备主站端查阅及与主站端故障分析软件的 分析结果进行比对校核。(2)报文结构通过104规约可扩展部分I格式定义，以保证数据的可靠性传输，并 规范子站与主站的通信程序设计。主站需向各子站厂家提供规范标准的开关及保护信号调度命名规则，命名经主站 审核确定无误后，下发至各子站厂家；子站厂家接收到新的命名后应及时更新本地数据库， 以保证上送至主站的命名总是最新并且是正确的。该方法只允许子站在有故障发生并生成故障简报时主动上送主站，主站只规范子 站厂家对开关及保护信号的命名规则，不向子站下送报文。前述步骤(2)中的报文结构包括启动字符、APDU长度、数据单元标示符、信息对象 fn息ο所述数据单元标示符包含1个字节的信息类型，1个字节的数据包个数，2个字节 的传送原因，2个字节的应用服务数据单元公共地址。所述信息对象信息包含1个字节的信息长度，4个字节的故障时刻-世纪秒，2个 字节的故障时刻-毫秒数，1个字节的故障设备类型，128个字节内的故障设备，1个字节的故障相别，1个字节的故障性质，1个字节的动作保护套数。本发明所达到的有益效果本发明的变电站故障分析简报上送主站的方法，可以 使主站更加清楚准确的掌握和了解子站发生了何种故障，故障是何种类型，加强了主站对 子站的监控力度，满足了变电站无人值守的要求。
图1为本发明的子站与主站通信报文结构示意图； 图2为本发明的通信报文的数据单元标示符报文结构； 图3为本发明的通信报文的信息对象报文结构；
图4为本发明的故障相报文结构； 图5为本发明的故障性质报文结构； 图6为本发明的动作保护套数报文结构。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。为了满足主流的通信标准，通过104规约可扩展部分(I格式)定义新的报文结构 来实现故障分析简报数据的传送。为保证数据的可靠传输，特制定扩展部分的报文结构定 义，以规范各子站与主站厂家通信程序的设计。扩展的IEC104遵循标准的IEC104传输时序，变化数据采用子站主动上送的方式。如图1所示为变电站自动化系统子站与主站通信报文结构示意图，报文结构包括 启动字符、APDU长度、数据单元标示符、信息对象信息。68H:启动字符，1个字节，同步字。APDU长度考虑到报文中设备和内容均为字符串描述，在故障涉及设备较多时， 分为多包传输时可能会影响效率和速度，报文中APDU长度为2个字节。数据单元标示符6个字节，具体内容如图2所示。信息对象具体内容如图3所示。如图2所示为通信报文的数据单元标示符报文结构。数据单元标示符包含1个字 节的信息类型，1个字节的数据包个数，2个字节的传送原因，2个字节的应用服务数据单元 公共地址。类型138代表故障简报。数据包个数报文中包含多少个信息对象。传送原因3代表自传，因为子站采用主动上送方式，一般设为3。如图3所示为通信报文的信息对象报文结构。信息对象包含1个字节的信息长 度，4个字节的故障时刻-世纪秒，2个字节的故障时刻-毫秒数，1个字节的故障设备类型， 128个字节内的故障设备，1个字节的故障相别，1个字节的故障性质，1个字节的动作保护 套数。其中需要特别说明的是
a)信息对象中的“长度”是指包括“故障时刻(世纪秒)”、“故障时刻(毫秒数)”、“故障设备类型”、“故障设备”、“故障相”、“故障性质”、“动作保护套数”在内的所有长度和。b) 信息对象中的“故障设备”规定有具体的格式，其中字符长度不超过128，如 下例所示
变电站名称/一次设备名称 变电站名称和一次设备名称之间以“ / ”进行分隔。例如
故障设备以线路为例 芝堰变电站/5804线路 故障设备以变压器为例 芝堰变电站/#3号变压器 故障设备以母线为例 芝堰变电站/500KV#1母线
c) 信息对象中的“故障设备类型”规定有具体的格式；类型线路-1、高抗_2、母 线-3、变压器_4、低抗-5、电容器-6、开关-7、串补-8、FCL装置-9，安控装置-10、短引 线-11、其他-12。信息对象中的“故障相”规定有具体的格式，如图4所示 用一个字节的8位来描述，其中
D7位1-代表没有对相位的分析结果
D7位0-代表该分析结果为有效
D3位0-代表单相故障
D3位1-代表相间故障
D4位0-代表相间故障故障相结果有效
D4位1-代表相间故障故障相结果无效，即D0-D2位结果无效；
DO位代表A相
Dl位代表B相
D2位代表C相
DODl位代表AB相
D1D2位代表BC相
D0D2为代表CA相
D0D1D2位代表ABC三相
信息对象中的“故障性质”规定有具体的格式，如图5所示
D7位0-代表有结果
D7位1-代表无结果
DO位0-重合成功、1-重合不成
Dl位0-重合闸结果有效、1-重合闸结果无效
信息对象中的“动作保护套数”规定有具体的格式，
动作保护套数扩展为4个字节，分为两个部分，低位2个字节表示第一套保护的动作类 型，高位2个字节表示第二套保护类型。其中低2位字节结构如图6所示D15位0代表没有该套保护 D15位1代表有该套保护
DO位 D14位按位表示动作的保护类型，共支持15种保护类型 高2位字节结构描述方法同低2位字节。
保护类型描述如下
1.线路
DO:表示分相电流差动，1-动作，0-未动作
Dl:表示高频距离，1-动作，0-未动作
D2:表示方向高频，1-动作，0-未动作
D3:表示后备距离，1-动作，0-未动作
D4:表示远方跳闸就地判别，1-动作，0-未动作
D5:表示过电压，1-动作，0-未动作
2.母线
DO:表示母线差动保护，1-动作，0-未动作 Dl:表示母联保护，1-动作，0-未动作 D2:表示母线分段保护，1-动作，0-未动作
3.变压器
DO:表示变压器差动保护，1-动作，0-未动作 Dl:表示500kV后备距离，1-动作，0-未动作 D2:表示220kV后备距离，1-动作，0-未动作 D3:表示过励磁保护，1-动作，0-未动作 D4:表示低压过流保护，1-动作，0-未动作 D5:表示中性点零流保护，1-动作，0-未动作 D6:表示重瓦斯保护，1-动作，0-未动作 D7:表示压力释放保护，1-动作，0-未动作
4.高抗
DO:表示差动保护，1-动作，0-未动作 Dl:表示相过流保护，1-动作，0-未动作 D2:表示匝间保护，1-动作，0-未动作 D3:表示零序过流保护，1-动作，0-未动作 D4:表示中性点零流，1-动作，0-未动作 D5:表示重瓦斯保护，1-动作，0-未动作 D6:表示压力释放，1-动作，0-未动作
5.低抗
DO:表示低抗保护，1-动作，0-未动作
6.电容器
D0:表示电容器保护，1-动作，0-未动作
7.开关
D0:表示开关保护，1-动作，0-未动作8.短引线
DO:表示短引线保护，1-动作，O-未动作
9.串补
DO:表示串补装置保护，1-动作，0-未动作
10.FCL 装置
DO:表示FCL装置保护，1-动作，0-未动作
11.安控装置
DO:表示安控装置保护，1-动作，0-未动作
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为，在变电站自动化系统的 子站和主站之间采用104规约可扩展部分I格式定义报文结构进行网络通讯，该方法包括 以下步骤(1)子站端具备基于站内一次设备和保护信号的故障分析功能，对于诊断出的结论，按 照约定的报文格式主动上送至主站监控系统；(2)报文结构通过104规约可扩展部分I格式定义。
2.根据权利要求1所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 该方法只允许子站在有故障发生并生成故障简报时主动上送主站，主站只规范子站厂家对 开关及保护信号的命名规则，不向子站下送报文。
3.根据权利要求1所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 步骤(2)中的报文结构包括启动字符、APDU长度、数据单元标示符、信息对象信息。
4.根据权利要求3所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 所述数据单元标示符包含信息类型、数据包个数、传送原因、应用服务数据单元公共地址。
5.根据权利要求4所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 所述信息类型占1个字节，数据包个数占1个字节，传送原因占2个字节，应用服务数据单 元公共地址占2个字节。
6.根据权利要求3所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 所述信息对象信息包含信息长度、故障时刻-世纪秒、故障时刻-毫秒数、故障设备类型、故 障设备、故障相别、故障性质、动作保护套数。
7.根据权利要求6所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 所述信息长度占1个字节，故障时刻-世纪秒占4个字节，故障时刻-毫秒数占2个字节， 故障设备类型占1个字节，故障设备占1 个字节内，故障相别占1个字节，故障性质占1 个字节，动作保护套数占1个字节。
全文摘要
本发明属于变电站自动化技术领域，变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为，在变电站自动化系统的子站和主站之间采用104规约可扩展部分I格式定义报文结构进行网络通讯，该方法包括以下步骤(1)子站端具备基于站内一次设备和保护信号的故障分析功能，对于诊断出的结论，按照约定的报文格式主动上送至主站监控系统；(2)报文结构通过104规约可扩展部分I格式定义。本发明的方法使故障分析简报上送至主站，可以使主站更加清楚准确的掌握和了解子站发生了何种故障，故障是何种类型，加强了主站的监控力度，满足了变电站无人值守的要求。
文档编号H02J13/00GK102064607SQ20101059642
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者乐全明, 何云良, 戴志强, 许祖锋, 陈安伟, 马彦刚 申请人:国电南瑞科技股份有限公司, 浙江省电力公司
技术领域：
本发明涉及一种变电站故障分析报送方法，属于变电站自动化技术领域。
背景技术：
随着计算机技术和通信技术的发展，变电站自动化系统的智能化程度越来越高， 普通的告警方式已经无法满足现今智能化变电站的需求，故障综合分析系统应运而生，在 子站端通过智能推理可以给出开关等设备故障的推理结果，从而生成故障分析简报，目前 子站与主站通信的主流规约是IEC104标准规约，然而仅仅子站端可以看到故障分析简报， 是无法满足智能化变电站的需求，也无法满足变电站无人值守的需求。因此实现故障分析 简报子站上送主站的功能，不仅能使主站更好的掌握子站的运行状况，更能很好满足变电 站无人值守的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种变电站自动化系统中子站故障分析简报 上送主站的一种实现方法，实现稳定可靠的将子站故障分析简报传输至主站，提高主站的 监控力度。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案
变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征在于，在变电站自动化系统的 子站和主站之间采用104规约可扩展部分I格式定义报文结构进行网络通讯，该方法包括 以下步骤
(1)子站端具备基于站内一次设备和保护信号的故障分析功能，对于诊断出的结论，按 照约定的报文格式主动上送至主站监控系统，以备主站端查阅及与主站端故障分析软件的 分析结果进行比对校核。(2)报文结构通过104规约可扩展部分I格式定义，以保证数据的可靠性传输，并 规范子站与主站的通信程序设计。主站需向各子站厂家提供规范标准的开关及保护信号调度命名规则，命名经主站 审核确定无误后，下发至各子站厂家；子站厂家接收到新的命名后应及时更新本地数据库， 以保证上送至主站的命名总是最新并且是正确的。该方法只允许子站在有故障发生并生成故障简报时主动上送主站，主站只规范子 站厂家对开关及保护信号的命名规则，不向子站下送报文。前述步骤(2)中的报文结构包括启动字符、APDU长度、数据单元标示符、信息对象 fn息ο所述数据单元标示符包含1个字节的信息类型，1个字节的数据包个数，2个字节 的传送原因，2个字节的应用服务数据单元公共地址。所述信息对象信息包含1个字节的信息长度，4个字节的故障时刻-世纪秒，2个 字节的故障时刻-毫秒数，1个字节的故障设备类型，128个字节内的故障设备，1个字节的故障相别，1个字节的故障性质，1个字节的动作保护套数。本发明所达到的有益效果本发明的变电站故障分析简报上送主站的方法，可以 使主站更加清楚准确的掌握和了解子站发生了何种故障，故障是何种类型，加强了主站对 子站的监控力度，满足了变电站无人值守的要求。
图1为本发明的子站与主站通信报文结构示意图； 图2为本发明的通信报文的数据单元标示符报文结构； 图3为本发明的通信报文的信息对象报文结构；
图4为本发明的故障相报文结构； 图5为本发明的故障性质报文结构； 图6为本发明的动作保护套数报文结构。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。为了满足主流的通信标准，通过104规约可扩展部分(I格式)定义新的报文结构 来实现故障分析简报数据的传送。为保证数据的可靠传输，特制定扩展部分的报文结构定 义，以规范各子站与主站厂家通信程序的设计。扩展的IEC104遵循标准的IEC104传输时序，变化数据采用子站主动上送的方式。如图1所示为变电站自动化系统子站与主站通信报文结构示意图，报文结构包括 启动字符、APDU长度、数据单元标示符、信息对象信息。68H:启动字符，1个字节，同步字。APDU长度考虑到报文中设备和内容均为字符串描述，在故障涉及设备较多时， 分为多包传输时可能会影响效率和速度，报文中APDU长度为2个字节。数据单元标示符6个字节，具体内容如图2所示。信息对象具体内容如图3所示。如图2所示为通信报文的数据单元标示符报文结构。数据单元标示符包含1个字 节的信息类型，1个字节的数据包个数，2个字节的传送原因，2个字节的应用服务数据单元 公共地址。类型138代表故障简报。数据包个数报文中包含多少个信息对象。传送原因3代表自传，因为子站采用主动上送方式，一般设为3。如图3所示为通信报文的信息对象报文结构。信息对象包含1个字节的信息长 度，4个字节的故障时刻-世纪秒，2个字节的故障时刻-毫秒数，1个字节的故障设备类型， 128个字节内的故障设备，1个字节的故障相别，1个字节的故障性质，1个字节的动作保护 套数。其中需要特别说明的是
a)信息对象中的“长度”是指包括“故障时刻(世纪秒)”、“故障时刻(毫秒数)”、“故障设备类型”、“故障设备”、“故障相”、“故障性质”、“动作保护套数”在内的所有长度和。b) 信息对象中的“故障设备”规定有具体的格式，其中字符长度不超过128，如 下例所示
变电站名称/一次设备名称 变电站名称和一次设备名称之间以“ / ”进行分隔。例如
故障设备以线路为例 芝堰变电站/5804线路 故障设备以变压器为例 芝堰变电站/#3号变压器 故障设备以母线为例 芝堰变电站/500KV#1母线
c) 信息对象中的“故障设备类型”规定有具体的格式；类型线路-1、高抗_2、母 线-3、变压器_4、低抗-5、电容器-6、开关-7、串补-8、FCL装置-9，安控装置-10、短引 线-11、其他-12。信息对象中的“故障相”规定有具体的格式，如图4所示 用一个字节的8位来描述，其中
D7位1-代表没有对相位的分析结果
D7位0-代表该分析结果为有效
D3位0-代表单相故障
D3位1-代表相间故障
D4位0-代表相间故障故障相结果有效
D4位1-代表相间故障故障相结果无效，即D0-D2位结果无效；
DO位代表A相
Dl位代表B相
D2位代表C相
DODl位代表AB相
D1D2位代表BC相
D0D2为代表CA相
D0D1D2位代表ABC三相
信息对象中的“故障性质”规定有具体的格式，如图5所示
D7位0-代表有结果
D7位1-代表无结果
DO位0-重合成功、1-重合不成
Dl位0-重合闸结果有效、1-重合闸结果无效
信息对象中的“动作保护套数”规定有具体的格式，
动作保护套数扩展为4个字节，分为两个部分，低位2个字节表示第一套保护的动作类 型，高位2个字节表示第二套保护类型。其中低2位字节结构如图6所示D15位0代表没有该套保护 D15位1代表有该套保护
DO位 D14位按位表示动作的保护类型，共支持15种保护类型 高2位字节结构描述方法同低2位字节。
保护类型描述如下
1.线路
DO:表示分相电流差动，1-动作，0-未动作
Dl:表示高频距离，1-动作，0-未动作
D2:表示方向高频，1-动作，0-未动作
D3:表示后备距离，1-动作，0-未动作
D4:表示远方跳闸就地判别，1-动作，0-未动作
D5:表示过电压，1-动作，0-未动作
2.母线
DO:表示母线差动保护，1-动作，0-未动作 Dl:表示母联保护，1-动作，0-未动作 D2:表示母线分段保护，1-动作，0-未动作
3.变压器
DO:表示变压器差动保护，1-动作，0-未动作 Dl:表示500kV后备距离，1-动作，0-未动作 D2:表示220kV后备距离，1-动作，0-未动作 D3:表示过励磁保护，1-动作，0-未动作 D4:表示低压过流保护，1-动作，0-未动作 D5:表示中性点零流保护，1-动作，0-未动作 D6:表示重瓦斯保护，1-动作，0-未动作 D7:表示压力释放保护，1-动作，0-未动作
4.高抗
DO:表示差动保护，1-动作，0-未动作 Dl:表示相过流保护，1-动作，0-未动作 D2:表示匝间保护，1-动作，0-未动作 D3:表示零序过流保护，1-动作，0-未动作 D4:表示中性点零流，1-动作，0-未动作 D5:表示重瓦斯保护，1-动作，0-未动作 D6:表示压力释放，1-动作，0-未动作
5.低抗
DO:表示低抗保护，1-动作，0-未动作
6.电容器
D0:表示电容器保护，1-动作，0-未动作
7.开关
D0:表示开关保护，1-动作，0-未动作8.短引线
DO:表示短引线保护，1-动作，O-未动作
9.串补
DO:表示串补装置保护，1-动作，0-未动作
10.FCL 装置
DO:表示FCL装置保护，1-动作，0-未动作
11.安控装置
DO:表示安控装置保护，1-动作，0-未动作
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为，在变电站自动化系统的 子站和主站之间采用104规约可扩展部分I格式定义报文结构进行网络通讯，该方法包括 以下步骤(1)子站端具备基于站内一次设备和保护信号的故障分析功能，对于诊断出的结论，按 照约定的报文格式主动上送至主站监控系统；(2)报文结构通过104规约可扩展部分I格式定义。
2.根据权利要求1所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 该方法只允许子站在有故障发生并生成故障简报时主动上送主站，主站只规范子站厂家对 开关及保护信号的命名规则，不向子站下送报文。
3.根据权利要求1所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 步骤(2)中的报文结构包括启动字符、APDU长度、数据单元标示符、信息对象信息。
4.根据权利要求3所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 所述数据单元标示符包含信息类型、数据包个数、传送原因、应用服务数据单元公共地址。
5.根据权利要求4所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 所述信息类型占1个字节，数据包个数占1个字节，传送原因占2个字节，应用服务数据单 元公共地址占2个字节。
6.根据权利要求3所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 所述信息对象信息包含信息长度、故障时刻-世纪秒、故障时刻-毫秒数、故障设备类型、故 障设备、故障相别、故障性质、动作保护套数。
7.根据权利要求6所述的变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为， 所述信息长度占1个字节，故障时刻-世纪秒占4个字节，故障时刻-毫秒数占2个字节， 故障设备类型占1个字节，故障设备占1 个字节内，故障相别占1个字节，故障性质占1 个字节，动作保护套数占1个字节。
全文摘要
本发明属于变电站自动化技术领域，变电站故障分析简报上送主站的一种实现方法，其特征为，在变电站自动化系统的子站和主站之间采用104规约可扩展部分I格式定义报文结构进行网络通讯，该方法包括以下步骤(1)子站端具备基于站内一次设备和保护信号的故障分析功能，对于诊断出的结论，按照约定的报文格式主动上送至主站监控系统；(2)报文结构通过104规约可扩展部分I格式定义。本发明的方法使故障分析简报上送至主站，可以使主站更加清楚准确的掌握和了解子站发生了何种故障，故障是何种类型，加强了主站的监控力度，满足了变电站无人值守的要求。
文档编号H02J13/00GK102064607SQ20101059642
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者乐全明, 何云良, 戴志强, 许祖锋, 陈安伟, 马彦刚 申请人:国电南瑞科技股份有限公司, 浙江省电力公司
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