淺析故障錄波組網的應用研究

摘要：通過對故障錄波器的應用現狀進行闡述，介紹了故障錄波系統子站組網方案和故障錄波組網的應用，最后展望了故障錄波器的應用前景。

關鍵詞：故障；錄波；組網

作者簡介：李佳（1982-），男，四川仁壽人，四川攀枝花電力局，工程師。（四川 攀枝花 617067）

中圖分類號：TM40 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0197-02

一、故障錄波器的應用現狀

安全自動裝置和微機型保護以及故障錄波器都在電力系統當中得到了廣泛的應用，它們為故障錄波器信息提供了極大的可能。此外，隨著目前以光為媒介的新通信產品的廣泛應用，電力系統的數據通信網也得到了前所未有的發展和建設，數據通信網的容量和規模都在不斷地擴大，這些條件都使電網的安全運行得到了充分的保障，并且實現了電網故障快速恢復功能。故障錄波信息管理系統對各個故障錄波裝置都可以進行在線健康檢測和監視，為故障錄波信息提供了一個可靠的平臺，能夠幫助調度端以及變電快速做出事故的處理方案，同時也為故障的定位提供了更為準確的信息。它可以對生產當中的管理決策和調度進行優化，防止因誤判斷所帶來的巨大事故，同時還能夠實現對設備事故的超前控制，最大限度地降低事故造成的損失。

隨著我國科技的迅猛發展，電力企業逐漸進行變電光纖化網絡基礎建設，發展通訊規約轉換技術，為故障錄波信息系統的統一通訊模式和專用網絡架構提供了非常有利的條件。大多數電網公司也都開始和生產故障錄波器的廠家聯手建立故障錄波信息系統，把所采集到的信息以WEB的形式發送到內網當中。

二、故障錄波系統子站組網方案

220kV和330kV變電站要能夠同時接入電網繼電保護和綜自系統以及故障信息系統，然而由于國家電網公司對故障信息系統子站和電網的機電保護組網方案并沒有具體的規定，因此，對電網子站組網所采用的方式是以下幾種：

1.錄波器裝置與故障信息子站系統單獨組網

綜自系統所采用的組網方式是錄波器裝置和雙網組網進行單獨組網，當綜自系統使用雙網接入以后，再把所保護的信息傳給故障信息子站系統或者是電網的機電保護。與此同時，故障信息子站系統和電網的繼電保護再和錄波器進行組網。組網結構如圖1所示。

這種組網方式的優點有：能夠對資源進行合理地利用，從而實現數據共享；綜自系統采用的是雙網接入的方式，能夠充分地體現出綜自系統的重要性，從而能夠使綜自系統正常運行。

缺點有：故障信息子站系統和電網繼電保護當中的數據都要依靠綜自系統，導致信息上傳受到干擾。

2.故障信息系統以及電網繼電保護雙網組網

故障信息系統以及電網繼電保護采用雙網組網的方式，故障信息子站系統以及電網繼電保護通過雙網的方式接入之后，再通過保護信息的方式傳送給綜自系統。組網結構示意圖如圖2所示。

該組網方式的優點有：使用雙網接入，能夠使保護裝置和系統的通訊更加穩定。

缺點有：子站如果發生故障，綜自系統不能夠及時獲取保護信息；綜自系統要保護信息就要完全依賴于故障信息子站系統和電網繼電保護，綜自系統當中的數據屬于一類數據，但是電網的繼電保護以及故障數據是二類數據，因此，二類數據區當中的內容發送到一類數據區是不符合運行規定的；故障信息子站系統和綜自系統在規約方面存在有不符合操作的問題。

3.獨立組網

將電網繼電保護以及綜自系統、故障信息系統進行獨立組網。目前，這種組網方式已經在多家變電站投入使用，組網結構如圖3所示。

這種系統自從投入使用以來就得到了良好的運行效果，不僅為變電站電網故障提供了及時準確的依據，而且也加快了故障處理的速度，及時恢復供電。

這種組網方式的優點有：網絡通道和通信接口都比較獨立，在信息上傳的時候不但不會影響到綜自四遙功能的可靠性，而且也不會受到綜自系統的影響；數據源來自錄波器裝置、測控裝置以及自保護裝置，可以實現當前運行定值和瞬時采樣值等等；能夠對各個通道的狀況進行檢測，而且數據上傳也比較快速。

缺點是：目前，大多數的保護裝置都采用的是雙口通訊的模式，因此電網繼電保護、綜自系統以及故障信息系統只能夠接入到一個通信口當中。而且，綜自系統的接入也要采用雙網的方式接入，這造成了一定的難度。

三、故障錄波組網的應用

利用web服務器，系統結構如圖4所示。

故障信息的發布軟件是從故障錄波器聯網系統當中獲取數據，并經過故障信息發布軟件分析之后寫入數據庫當中。在用戶使用瀏覽器訪問信息并且發布站點的時候，則運行在調度中心的web服務器當中的RIA服務程序將對數據庫進行查詢，再將所需要修改的信息發送到客戶的瀏覽器端。

該系統主要由三部分組成，分別是web訪問服務器利用RIA技術的web后端程序，主要負責的是按照用戶的需求生成檢索頁面；和故障信息主站通訊程序集成在一起的發布程序，主要負責的是把錄波信息生成框架的形式，添加到檔案記錄當中；被下載到客戶微機當中的web前端程序當中，并且能夠提供波形顯示分析功能的Flash控件，主要負責的是波形的分析和顯示。

1.實現策略

（1）雙端測距算法。基于參數估計的雙端測距算法，是建立在輸電線路分布參數模型的基礎上的。主要是將線路的故障測距和正序參數以及兩端不同步誤差當作未知量，通過發生故障的時候前后輸電線路兩端的電壓流相量來對應非線性的方程獲取未知量。實際數據和EMTP仿真結果之間所得到的數據都表明，這種算法和不帶參數的估計算法測距相比，其精度有明顯的提高。特別是在線路所得到的參數不準確的情況下，這種算法所得到的參數具有一定的測距精度和適應能力。

線路參數的不準確是影響測距精度的一個重要的因素，而這種算法能夠首先考慮到線路參數可能偏離實測值的特點，把故障測距和參數估計兩者結合在一起，能夠取得良好的效果。

（2）用Flex開發web頁面。用Flex開發一個web頁面生成程序，根據所預測的符合約定格式的模板生成一個網頁。每個錄波數據都負責對應一套框架結構的頁面，而這些頁面能夠從不同的角度來描述故障，分別是：波形分析頁、故障報告頁、相關信息頁等等。在這其中，故障報告頁是由錄波器所產生的分析和測距結果以及位圖格式的錄波圖所組成的。波形分析頁運用Flash控件作為錄波數據，它能夠提供各種各樣的波形分析功能。發布人員把相關信息輸入到本次故障的雙端測距結果和保護動作情況以及事故處理結論當中。

四、應用展望

故障錄波器作為電力故障分析的一個重要系統，它的應用研究也都在不斷地深入，并且盡可能的彌補監控系統方面的不足。目前，在我國有明確的相關規定不能夠將電力監控系統和企業內部的廣域網或者是局域網連接，這就為企業的內部人士了解企業的電力生產情況而造成一系列的麻煩。故障錄波器作為一個完全獨立控制系統的裝置，它能夠滿足電力系統二次系統安全防護的需求，并且可以及時地反映電廠各個設備的狀況。故障錄波和GPS有效地連接在一起能夠滿足高速光纖的傳輸速度，可以取代電力系統當中使用電力系統功角監控系統的方式。

參考文獻：

[1]藤林，劉萬順，李營，等.一種實用的新型高壓輸電線路故障雙端測距精確算法[J].電力系統自動化，2001，2（18）.

[2]余丹，李曉明，王慶，等.一種新型多路故障錄波裝置的設計與實現[J].高電壓技術2005，31（2）.

[3]魏豐，徐鵬華，孫揚聲，等.基于PCI總線的發變組故障錄波采集系統的設計[J].繼電器，2006，（17）：47-50.

[4]邱革非，束洪春，董俊，等.基于DSP的故障錄波測距裝置的底層開發[J].繼電器，2005，（13）：73-76.

（責任編輯：宋秀麗）