淺析故障錄波組網(wǎng)的應用研究

摘要：通過對故障錄波器的應用現(xiàn)狀進行闡述，介紹了故障錄波系統(tǒng)子站組網(wǎng)方案和故障錄波組網(wǎng)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(wǎng)

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(xiàn)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(tǒng)當中得到了廣泛的應用，它們?yōu)楣收箱洸ㄆ餍畔⑻峁┝藰O大的可能。此外，隨著目前以光為媒介的新通信產(chǎn)品的廣泛應用，電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)也得到了前所未有的發(fā)展和建設，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的容量和規(guī)模都在不斷地擴大，這些條件都使電網(wǎng)的安全運行得到了充分的保障，并且實現(xiàn)了電網(wǎng)故障快速恢復功能。故障錄波信息管理系統(tǒng)對各個故障錄波裝置都可以進行在線健康檢測和監(jiān)視，為故障錄波信息提供了一個可靠的平臺，能夠幫助調(diào)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(chǎn)當中的管理決策和調(diào)度進行優(yōu)化，防止因誤判斷所帶來的巨大事故，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)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(fā)展，電力企業(yè)逐漸進行變電光纖化網(wǎng)絡基礎建設，發(fā)展通訊規(guī)約轉(zhuǎn)換技術，為故障錄波信息系統(tǒng)的統(tǒng)一通訊模式和專用網(wǎng)絡架構提供了非常有利的條件。大多數(shù)電網(wǎng)公司也都開始和生產(chǎn)故障錄波器的廠家聯(lián)手建立故障錄波信息系統(tǒng)，把所采集到的信息以WEB的形式發(fā)送到內(nèi)網(wǎng)當中。

二、故障錄波系統(tǒng)子站組網(wǎng)方案

220kV和330kV變電站要能夠同時接入電網(wǎng)繼電保護和綜自系統(tǒng)以及故障信息系統(tǒng)，然而由于國家電網(wǎng)公司對故障信息系統(tǒng)子站和電網(wǎng)的機電保護組網(wǎng)方案并沒有具體的規(guī)定，因此，對電網(wǎng)子站組網(wǎng)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(tǒng)單獨組網(wǎng)

綜自系統(tǒng)所采用的組網(wǎng)方式是錄波器裝置和雙網(wǎng)組網(wǎng)進行單獨組網(wǎng)，當綜自系統(tǒng)使用雙網(wǎng)接入以后，再把所保護的信息傳給故障信息子站系統(tǒng)或者是電網(wǎng)的機電保護。與此同時，故障信息子站系統(tǒng)和電網(wǎng)的繼電保護再和錄波器進行組網(wǎng)。組網(wǎng)結(jié)構如圖1所示。

這種組網(wǎng)方式的優(yōu)點有：能夠?qū)Y源進行合理地利用，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；綜自系統(tǒng)采用的是雙網(wǎng)接入的方式，能夠充分地體現(xiàn)出綜自系統(tǒng)的重要性，從而能夠使綜自系統(tǒng)正常運行。

缺點有：故障信息子站系統(tǒng)和電網(wǎng)繼電保護當中的數(shù)據(jù)都要依靠綜自系統(tǒng)，導致信息上傳受到干擾。

2.故障信息系統(tǒng)以及電網(wǎng)繼電保護雙網(wǎng)組網(wǎng)

故障信息系統(tǒng)以及電網(wǎng)繼電保護采用雙網(wǎng)組網(wǎng)的方式，故障信息子站系統(tǒng)以及電網(wǎng)繼電保護通過雙網(wǎng)的方式接入之后，再通過保護信息的方式傳送給綜自系統(tǒng)。組網(wǎng)結(jié)構示意圖如圖2所示。

該組網(wǎng)方式的優(yōu)點有：使用雙網(wǎng)接入，能夠使保護裝置和系統(tǒng)的通訊更加穩(wěn)定。

缺點有：子站如果發(fā)生故障，綜自系統(tǒng)不能夠及時獲取保護信息；綜自系統(tǒng)要保護信息就要完全依賴于故障信息子站系統(tǒng)和電網(wǎng)繼電保護，綜自系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)屬于一類數(shù)據(jù)，但是電網(wǎng)的繼電保護以及故障數(shù)據(jù)是二類數(shù)據(jù)，因此，二類數(shù)據(jù)區(qū)當中的內(nèi)容發(fā)送到一類數(shù)據(jù)區(qū)是不符合運行規(guī)定的；故障信息子站系統(tǒng)和綜自系統(tǒng)在規(guī)約方面存在有不符合操作的問題。

3.獨立組網(wǎng)

將電網(wǎng)繼電保護以及綜自系統(tǒng)、故障信息系統(tǒng)進行獨立組網(wǎng)。目前，這種組網(wǎng)方式已經(jīng)在多家變電站投入使用，組網(wǎng)結(jié)構如圖3所示。

這種系統(tǒng)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(wǎng)故障提供了及時準確的依據(jù)，而且也加快了故障處理的速度，及時恢復供電。

這種組網(wǎng)方式的優(yōu)點有：網(wǎng)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(tǒng)的影響；數(shù)據(jù)源來自錄波器裝置、測控裝置以及自保護裝置，可以實現(xiàn)當前運行定值和瞬時采樣值等等；能夠?qū)Ω鱾€通道的狀況進行檢測，而且數(shù)據(jù)上傳也比較快速。

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

三、故障錄波組網(wǎng)的應用

利用web服務器，系統(tǒng)結(jié)構如圖4所示。

故障信息的發(fā)布軟件是從故障錄波器聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)當中獲取數(shù)據(jù)，并經(jīng)過故障信息發(fā)布軟件分析之后寫入數(shù)據(jù)庫當中。在用戶使用瀏覽器訪問信息并且發(fā)布站點的時候，則運行在調(diào)度中心的web服務器當中的RIA服務程序?qū)?shù)據(jù)庫進行查詢，再將所需要修改的信息發(fā)送到客戶的瀏覽器端。

該系統(tǒng)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(fā)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(xiàn)策略

（1）雙端測距算法。基于參數(shù)估計的雙端測距算法，是建立在輸電線路分布參數(shù)模型的基礎上的。主要是將線路的故障測距和正序參數(shù)以及兩端不同步誤差當作未知量，通過發(fā)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(shù)據(jù)和EMTP仿真結(jié)果之間所得到的數(shù)據(jù)都表明，這種算法和不帶參數(shù)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(shù)不準確的情況下，這種算法所得到的參數(shù)具有一定的測距精度和適應能力。

線路參數(shù)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(shù)可能偏離實測值的特點，把故障測距和參數(shù)估計兩者結(jié)合在一起，能夠取得良好的效果。

（2）用Flex開發(fā)web頁面。用Flex開發(fā)一個web頁面生成程序，根據(jù)所預測的符合約定格式的模板生成一個網(wǎng)頁。每個錄波數(shù)據(jù)都負責對應一套框架結(jié)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(chǎn)生的分析和測距結(jié)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(shù)據(jù)，它能夠提供各種各樣的波形分析功能。發(fā)布人員把相關信息輸入到本次故障的雙端測距結(jié)果和保護動作情況以及事故處理結(jié)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(tǒng)，它的應用研究也都在不斷地深入，并且盡可能的彌補監(jiān)控系統(tǒng)方面的不足。目前，在我國有明確的相關規(guī)定不能夠?qū)㈦娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)和企業(yè)內(nèi)部的廣域網(wǎng)或者是局域網(wǎng)連接，這就為企業(yè)的內(nèi)部人士了解企業(yè)的電力生產(chǎn)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(tǒng)的裝置，它能夠滿足電力系統(tǒng)二次系統(tǒng)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(tǒng)當中使用電力系統(tǒng)功角監(jiān)控系統(tǒng)的方式。

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（責任編輯：宋秀麗）