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摘 要： 初步探讨电力系统故障录波装置的发展、作用及意义，针对目前综合自动化变电站的结构及运行特点，提出故障录波装置软件化的设想并根据现有的软、硬件等条件初步讨论此设想的可能性，同时与现有工作模式进行比较分析后得出故障录波装置的软件化实现后能够得到较好的经济效益、安全效益、社会效益，极具推广价值。
关键词： 综合自动化变电站；故障录波；软件化
中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1010054－01
故障录波器是随着电力系统的发展而逐步发展起来的，早期的传统型故障录波装置采用随输入的模拟量变化同时在纸上直接画出波形的模式工作；近年来，随着计算机技术的出现及飞速发展，微处理机和微型计算机的普遍应用，故障录波器从传统型发展为现在广泛应用的微机型。随着计算机技术的飞速发展，从进入21世纪后，以计算机网络技术为基础的综合自动化变电站从无到有也逐渐取代了传统变电站成为电力系统的重要组成部分。
现阶段在综合自动化变电站内安装使用的故障录波器通过电缆采入所需的电流、电压模拟量及相关一次设备状态量，在其自身内部通过模数转换变为数字量后由装置内部计算机进行运算及逻辑判断，确认系统发生故障时对相关模拟量、电气量进行记录，同时发出信号至综合自动化监控后台计算机供运行人员进行监控。
在综合自动化变电站里，各类继电保护设备、测控设备、公用设备、站用交、直流系统设备、网络通信设备等均已成为综合自动化变电站网络架构中的节点，各等级电压模拟量、各间隔电流模拟量及一次设备状态量均已通过站内测控装置转换为数字量，经站内网络传送至监控后台和上级调度部门（或集控站），供运行、自动化工作人员实时对系统状况进行监控。
随着计算机及网络技术的发展，计算机硬件运算能力越来越强大，数字通信处理、传输能力越来越高，全新的IEC61850规约已投入应用，国内各主要综合自动化系统提供厂商的主流变电站监控软件系统均为模块化架构。
上述电力系统的发展及综合自动化变电站的结构特点，给我们展示了在综合自动化后台监控软件系统内增加故障录波软件功能模块实现相关功能的可能性：1）综合自动化变电站基于计算机网络技术，各间隔电流、各等级电压模拟量及各一次设备状态量均已通过测控装置转化为相应的数字量实时传送到站内综合自动化后台机处，同时也能够通过变电站与调度中心的载波/光纤/卫星数据传输通道实时传送至调度集控中心。2）综合自动化后台软件系统是一种功能强大的模块化软件系统，国内各变电站综合自动化方案提供厂商可以很方便的增加新的软件功能模块。新增独立的继电保护软件功能模块可以对后台系统内的各相应数字量进行实时计算，并针对相应的非正常状态（如过负荷、故障、震荡等）进行逻辑判断。随着计算机软、硬件技术的发展，计算机有足够的运算能力来执行相关计算及逻辑判断任务，也有足够的存储空间进行故障录波数据的存储。3）综合自动化变电站的网络架构完全可以满足后台监控计算机发送包含计算及逻辑判断结果的数据包的实时传输任务需要。
通过上述对综合自动化变电站的架构组成、通信模式、软硬件配置进行了解、分析，我们发现在实施故障录波功能软件化方面其有着相当的优势，完全具备实现相关设想的各方面条件。
1 硬件层面
电压、电流互感器二次绕组输出的母线电压及各间隔电流模拟量接入公用测控装置，公用测控装置进行模数转换、且从GPS对时系统接收时戳信号对其进行时间标定之后通过站内通信网络发送至综合自动化后台机及上级调度中心监控机（数字化电流、电压互感器可直接发送数字信号至各相关设备转发至后台监控系统）。
各一次设备相关状态量通过二次电缆送至相关测控装置，进行模数转换后通过站内网络发送至综合自动化后台机及上级调度中心监控机。
2 软件层面
在变电站综合自动化后台机内的变电站监控系统软件中增加、完善相关故障录波功能模块，用来采集调用综自后台内已有的相关一次设备各数字量及状态量，计算判断确认系统有故障发生时实时对站内各一、二次设备状态进行状态录波。
3 具体操作层面
1）与各综合自动化后台供应商进行沟通后了解到，其技术力量较强，在其自主研发的综合自动化后台监控系统中增加故障录波功能模块不会遇到难以克服的技术性困难；
2）故障录波装置平时采集变电站内各一、二次设备各类状态量，只有在系统发生故障或振荡时启动进行录波，短时退出运行不会对电力系统的安全稳定运行造成不利影响；
3）便于变电站运行维护人员监控集成在变电站综合自动化后台监控系统中的故障录波功能模块其运行状态，也便于及时对故障录波数据进行采集、通过站内、站间通信网络进行传输及对其进行分析。
由此可知，我们可以在对现有综合自动化变电站内部结构和运行进行较小改变的情况下来实现我们将变电站故障录波功能软件化的设想。
与利用硬件实体化的故障录波装置相比，利用在综合自动化后台监控软件系统内增加故障录波软件功能模块的方式大大改变了从基建、物资采购供应到生产，从调度、自动化到继电保护等各专业工作人员的工作方式及流程，在系统内日常运用中预计有以下几点明显改进：1）采用在综合自动化后台监控软件系统内增加故障录波软件功能模块的方式利用了综合自动化变电站内原有的软、硬件设备而无需另行采购新的故障录波装置硬件设备及二次电缆，大大降低了装置的采购、安装调试、运行维护等方面的经济成本；2）只有软件功能模块而无硬件装置需要采购、安装调试、运行维护，大大提升了新建或技改工作的工作效率；3）软件化的模式大大的简化了二次回路工作量，大幅度的降低了工作过程中的安全风险，避免了大量由于人为因素引起的事故，为电力安全生产提供了保障。
在电力系统快速发展的现在，在电力系统内各变电站初步实现综合自动化，正在向数字化及智能化迈进的今天，如果能够把故障录波装置软件化这一设想变为现实，不但能够充分利用综合自动化变电站内已有的软、硬件资源，还能够大幅度降低采购、安装调试、运行维护工作过程中的经济成本，大幅度提高安装调试、运行维护工作过程中的工作效率，显著降低了电力生产工作过程中的安全风险，同时缩短了停电时间，提高了电网供电的可靠性，为全面建设更强大的电力系统做出有益的探索，为整个社会的经济建设做出更大的贡献。
参考文献：
[1]DL/T 995《继电保护和电网安全自动装置检验规程》.
[2]DL/Z 981《电力系统控制及其通信数据和通信安全》.
[3]DL/Z 860《变电站通信网络和系统》.
[4]DL 476《电力系统实时数据通信应用层协议》.
[5]丁书文，《变电站综合自动化技术》，中国电力出版社，2005.10.15.
[6]罗承廉，《继电保护及自动化新原理、新技术研究及应用》，华中科技大学出版社，2005.2.1.
作者简介：
王杰（1983-），男，汉族，河南漯河市人，研究生在读，工程师，现任职务：技术专责，研究方向：继电保护及自动化。
关键词： 综合自动化变电站；故障录波；软件化
中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1010054－01
故障录波器是随着电力系统的发展而逐步发展起来的，早期的传统型故障录波装置采用随输入的模拟量变化同时在纸上直接画出波形的模式工作；近年来，随着计算机技术的出现及飞速发展，微处理机和微型计算机的普遍应用，故障录波器从传统型发展为现在广泛应用的微机型。随着计算机技术的飞速发展，从进入21世纪后，以计算机网络技术为基础的综合自动化变电站从无到有也逐渐取代了传统变电站成为电力系统的重要组成部分。
现阶段在综合自动化变电站内安装使用的故障录波器通过电缆采入所需的电流、电压模拟量及相关一次设备状态量，在其自身内部通过模数转换变为数字量后由装置内部计算机进行运算及逻辑判断，确认系统发生故障时对相关模拟量、电气量进行记录，同时发出信号至综合自动化监控后台计算机供运行人员进行监控。
在综合自动化变电站里，各类继电保护设备、测控设备、公用设备、站用交、直流系统设备、网络通信设备等均已成为综合自动化变电站网络架构中的节点，各等级电压模拟量、各间隔电流模拟量及一次设备状态量均已通过站内测控装置转换为数字量，经站内网络传送至监控后台和上级调度部门（或集控站），供运行、自动化工作人员实时对系统状况进行监控。
随着计算机及网络技术的发展，计算机硬件运算能力越来越强大，数字通信处理、传输能力越来越高，全新的IEC61850规约已投入应用，国内各主要综合自动化系统提供厂商的主流变电站监控软件系统均为模块化架构。
上述电力系统的发展及综合自动化变电站的结构特点，给我们展示了在综合自动化后台监控软件系统内增加故障录波软件功能模块实现相关功能的可能性：1）综合自动化变电站基于计算机网络技术，各间隔电流、各等级电压模拟量及各一次设备状态量均已通过测控装置转化为相应的数字量实时传送到站内综合自动化后台机处，同时也能够通过变电站与调度中心的载波/光纤/卫星数据传输通道实时传送至调度集控中心。2）综合自动化后台软件系统是一种功能强大的模块化软件系统，国内各变电站综合自动化方案提供厂商可以很方便的增加新的软件功能模块。新增独立的继电保护软件功能模块可以对后台系统内的各相应数字量进行实时计算，并针对相应的非正常状态（如过负荷、故障、震荡等）进行逻辑判断。随着计算机软、硬件技术的发展，计算机有足够的运算能力来执行相关计算及逻辑判断任务，也有足够的存储空间进行故障录波数据的存储。3）综合自动化变电站的网络架构完全可以满足后台监控计算机发送包含计算及逻辑判断结果的数据包的实时传输任务需要。
通过上述对综合自动化变电站的架构组成、通信模式、软硬件配置进行了解、分析，我们发现在实施故障录波功能软件化方面其有着相当的优势，完全具备实现相关设想的各方面条件。
1 硬件层面
电压、电流互感器二次绕组输出的母线电压及各间隔电流模拟量接入公用测控装置，公用测控装置进行模数转换、且从GPS对时系统接收时戳信号对其进行时间标定之后通过站内通信网络发送至综合自动化后台机及上级调度中心监控机（数字化电流、电压互感器可直接发送数字信号至各相关设备转发至后台监控系统）。
各一次设备相关状态量通过二次电缆送至相关测控装置，进行模数转换后通过站内网络发送至综合自动化后台机及上级调度中心监控机。
2 软件层面
在变电站综合自动化后台机内的变电站监控系统软件中增加、完善相关故障录波功能模块，用来采集调用综自后台内已有的相关一次设备各数字量及状态量，计算判断确认系统有故障发生时实时对站内各一、二次设备状态进行状态录波。
3 具体操作层面
1）与各综合自动化后台供应商进行沟通后了解到，其技术力量较强，在其自主研发的综合自动化后台监控系统中增加故障录波功能模块不会遇到难以克服的技术性困难；
2）故障录波装置平时采集变电站内各一、二次设备各类状态量，只有在系统发生故障或振荡时启动进行录波，短时退出运行不会对电力系统的安全稳定运行造成不利影响；
3）便于变电站运行维护人员监控集成在变电站综合自动化后台监控系统中的故障录波功能模块其运行状态，也便于及时对故障录波数据进行采集、通过站内、站间通信网络进行传输及对其进行分析。
由此可知，我们可以在对现有综合自动化变电站内部结构和运行进行较小改变的情况下来实现我们将变电站故障录波功能软件化的设想。
与利用硬件实体化的故障录波装置相比，利用在综合自动化后台监控软件系统内增加故障录波软件功能模块的方式大大改变了从基建、物资采购供应到生产，从调度、自动化到继电保护等各专业工作人员的工作方式及流程，在系统内日常运用中预计有以下几点明显改进：1）采用在综合自动化后台监控软件系统内增加故障录波软件功能模块的方式利用了综合自动化变电站内原有的软、硬件设备而无需另行采购新的故障录波装置硬件设备及二次电缆，大大降低了装置的采购、安装调试、运行维护等方面的经济成本；2）只有软件功能模块而无硬件装置需要采购、安装调试、运行维护，大大提升了新建或技改工作的工作效率；3）软件化的模式大大的简化了二次回路工作量，大幅度的降低了工作过程中的安全风险，避免了大量由于人为因素引起的事故，为电力安全生产提供了保障。
在电力系统快速发展的现在，在电力系统内各变电站初步实现综合自动化，正在向数字化及智能化迈进的今天，如果能够把故障录波装置软件化这一设想变为现实，不但能够充分利用综合自动化变电站内已有的软、硬件资源，还能够大幅度降低采购、安装调试、运行维护工作过程中的经济成本，大幅度提高安装调试、运行维护工作过程中的工作效率，显著降低了电力生产工作过程中的安全风险，同时缩短了停电时间，提高了电网供电的可靠性，为全面建设更强大的电力系统做出有益的探索，为整个社会的经济建设做出更大的贡献。
参考文献：
[1]DL/T 995《继电保护和电网安全自动装置检验规程》.
[2]DL/Z 981《电力系统控制及其通信数据和通信安全》.
[3]DL/Z 860《变电站通信网络和系统》.
[4]DL 476《电力系统实时数据通信应用层协议》.
[5]丁书文，《变电站综合自动化技术》，中国电力出版社，2005.10.15.
[6]罗承廉，《继电保护及自动化新原理、新技术研究及应用》，华中科技大学出版社，2005.2.1.
作者简介：
王杰（1983-），男，汉族，河南漯河市人，研究生在读，工程师，现任职务：技术专责，研究方向：继电保护及自动化。