浅析故障录波组网的应用研究

摘要：通过对故障录波器的应用现状进行阐述，介绍了故障录波系统子站组网方案和故障录波组网的应用，最后展望了故障录波器的应用前景。

关键词：故障；录波；组网

作者简介：李佳（1982-），男，四川仁寿人，四川攀枝花电力局，工程师。（四川 攀枝花 617067）

中图分类号：TM40 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0197-02

一、故障录波器的应用现状

安全自动装置和微机型保护以及故障录波器都在电力系统当中得到了广泛的应用，它们为故障录波器信息提供了极大的可能。此外，随着目前以光为媒介的新通信产品的广泛应用，电力系统的数据通信网也得到了前所未有的发展和建设，数据通信网的容量和规模都在不断地扩大，这些条件都使电网的安全运行得到了充分的保障，并且实现了电网故障快速恢复功能。故障录波信息管理系统对各个故障录波装置都可以进行在线健康检测和监视，为故障录波信息提供了一个可靠的平台，能够帮助调度端以及变电快速做出事故的处理方案，同时也为故障的定位提供了更为准确的信息。它可以对生产当中的管理决策和调度进行优化，防止因误判断所带来的巨大事故，同时还能够实现对设备事故的超前控制，最大限度地降低事故造成的损失。

随着我国科技的迅猛发展，电力企业逐渐进行变电光纤化网络基础建设，发展通讯规约转换技术，为故障录波信息系统的统一通讯模式和专用网络架构提供了非常有利的条件。大多数电网公司也都开始和生产故障录波器的厂家联手建立故障录波信息系统，把所采集到的信息以WEB的形式发送到内网当中。

二、故障录波系统子站组网方案

220kV和330kV变电站要能够同时接入电网继电保护和综自系统以及故障信息系统，然而由于国家电网公司对故障信息系统子站和电网的机电保护组网方案并没有具体的规定，因此，对电网子站组网所采用的方式是以下几种：

1.录波器装置与故障信息子站系统单独组网

综自系统所采用的组网方式是录波器装置和双网组网进行单独组网，当综自系统使用双网接入以后，再把所保护的信息传给故障信息子站系统或者是电网的机电保护。与此同时，故障信息子站系统和电网的继电保护再和录波器进行组网。组网结构如图1所示。

这种组网方式的优点有：能够对资源进行合理地利用，从而实现数据共享；综自系统采用的是双网接入的方式，能够充分地体现出综自系统的重要性，从而能够使综自系统正常运行。

缺点有：故障信息子站系统和电网继电保护当中的数据都要依靠综自系统，导致信息上传受到干扰。

2.故障信息系统以及电网继电保护双网组网

故障信息系统以及电网继电保护采用双网组网的方式，故障信息子站系统以及电网继电保护通过双网的方式接入之后，再通过保护信息的方式传送给综自系统。组网结构示意图如图2所示。

该组网方式的优点有：使用双网接入，能够使保护装置和系统的通讯更加稳定。

缺点有：子站如果发生故障，综自系统不能够及时获取保护信息；综自系统要保护信息就要完全依赖于故障信息子站系统和电网继电保护，综自系统当中的数据属于一类数据，但是电网的继电保护以及故障数据是二类数据，因此，二类数据区当中的内容发送到一类数据区是不符合运行规定的；故障信息子站系统和综自系统在规约方面存在有不符合操作的问题。

3.独立组网

将电网继电保护以及综自系统、故障信息系统进行独立组网。目前，这种组网方式已经在多家变电站投入使用，组网结构如图3所示。

这种系统自从投入使用以来就得到了良好的运行效果，不仅为变电站电网故障提供了及时准确的依据，而且也加快了故障处理的速度，及时恢复供电。

这种组网方式的优点有：网络通道和通信接口都比较独立，在信息上传的时候不但不会影响到综自四遥功能的可靠性，而且也不会受到综自系统的影响；数据源来自录波器装置、测控装置以及自保护装置，可以实现当前运行定值和瞬时采样值等等；能够对各个通道的状况进行检测，而且数据上传也比较快速。

缺点是：目前，大多数的保护装置都采用的是双口通讯的模式，因此电网继电保护、综自系统以及故障信息系统只能够接入到一个通信口当中。而且，综自系统的接入也要采用双网的方式接入，这造成了一定的难度。

三、故障录波组网的应用

利用web服务器，系统结构如图4所示。

故障信息的发布软件是从故障录波器联网系统当中获取数据，并经过故障信息发布软件分析之后写入数据库当中。在用户使用浏览器访问信息并且发布站点的时候，则运行在调度中心的web服务器当中的RIA服务程序将对数据库进行查询，再将所需要修改的信息发送到客户的浏览器端。

该系统主要由三部分组成，分别是web访问服务器利用RIA技术的web后端程序，主要负责的是按照用户的需求生成检索页面；和故障信息主站通讯程序集成在一起的发布程序，主要负责的是把录波信息生成框架的形式，添加到档案记录当中；被下载到客户微机当中的web前端程序当中，并且能够提供波形显示分析功能的Flash控件，主要负责的是波形的分析和显示。

1.实现策略

（1）双端测距算法。基于参数估计的双端测距算法，是建立在输电线路分布参数模型的基础上的。主要是将线路的故障测距和正序参数以及两端不同步误差当作未知量，通过发生故障的时候前后输电线路两端的电压流相量来对应非线性的方程获取未知量。实际数据和EMTP仿真结果之间所得到的数据都表明，这种算法和不带参数的估计算法测距相比，其精度有明显的提高。特别是在线路所得到的参数不准确的情况下，这种算法所得到的参数具有一定的测距精度和适应能力。

线路参数的不准确是影响测距精度的一个重要的因素，而这种算法能够首先考虑到线路参数可能偏离实测值的特点，把故障测距和参数估计两者结合在一起，能够取得良好的效果。

（2）用Flex开发web页面。用Flex开发一个web页面生成程序，根据所预测的符合约定格式的模板生成一个网页。每个录波数据都负责对应一套框架结构的页面，而这些页面能够从不同的角度来描述故障，分别是：波形分析页、故障报告页、相关信息页等等。在这其中，故障报告页是由录波器所产生的分析和测距结果以及位图格式的录波图所组成的。波形分析页运用Flash控件作为录波数据，它能够提供各种各样的波形分析功能。发布人员把相关信息输入到本次故障的双端测距结果和保护动作情况以及事故处理结论当中。

四、应用展望

故障录波器作为电力故障分析的一个重要系统，它的应用研究也都在不断地深入，并且尽可能的弥补监控系统方面的不足。目前，在我国有明确的相关规定不能够将电力监控系统和企业内部的广域网或者是局域网连接，这就为企业的内部人士了解企业的电力生产情况而造成一系列的麻烦。故障录波器作为一个完全独立控制系统的装置，它能够满足电力系统二次系统安全防护的需求，并且可以及时地反映电厂各个设备的状况。故障录波和GPS有效地连接在一起能够满足高速光纤的传输速度，可以取代电力系统当中使用电力系统功角监控系统的方式。

参考文献：

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[2]余丹，李晓明，王庆，等.一种新型多路故障录波装置的设计与实现[J].高电压技术2005，31（2）.

[3]魏丰，徐鹏华，孙扬声，等.基于PCI总线的发变组故障录波采集系统的设计[J].继电器，2006，（17）：47-50.

[4]邱革非，束洪春，董俊，等.基于DSP的故障录波测距装置的底层开发[J].继电器，2005，（13）：73-76.

（责任编辑：宋秀丽）