摘 要：闡述了建設(shè)電網(wǎng)故障錄波信息管理系統(tǒng)的必要性，介紹了此系統(tǒng)在安徽電網(wǎng)組網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)施情況以及在組網(wǎng)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)和解決方案，最后介紹了此系統(tǒng)的主要功能與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：故障錄波；組網(wǎng)；故障測(cè)距；故障簡(jiǎn)報(bào)；調(diào)控一體化

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）35-0063-02

引 言

故障錄波信息管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱故錄系統(tǒng)）對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有故障錄波器進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)視[1]，為故障錄波信息的快速獲取和分析提供了統(tǒng)一的平臺(tái)。本文從建設(shè)故錄系統(tǒng)的必要性、組網(wǎng)過(guò)程與實(shí)踐中的難點(diǎn)以及系統(tǒng)的功能和應(yīng)用方面進(jìn)行了研究和介紹。

1 建設(shè)故錄系統(tǒng)的必要性

1.1 專業(yè)技術(shù)上的需求

電網(wǎng)故障時(shí)，豐富詳盡的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)信息，尤其是故障或非正常狀態(tài)下的信息，無(wú)疑具有最重要的價(jià)值。而故障錄波器正是完成這一任務(wù)的裝置，但是單靠變電站內(nèi)孤立、單一的錄波器裝置已無(wú)法滿足綜合性、復(fù)雜性故障的分析要求。

1.2 管理應(yīng)用上的需求

不管電網(wǎng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，還是故障狀態(tài)下，如何將站內(nèi)所有故障錄波器的信息完整、及時(shí)準(zhǔn)確地上傳到調(diào)度端，是最基本的需求。進(jìn)而對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的整理與分析，對(duì)系統(tǒng)失穩(wěn)作出提前預(yù)判與快速準(zhǔn)確地判斷故障性質(zhì)、故障位置，將為電網(wǎng)及時(shí)排除故障、縮小停電范圍等提供有力保障，具有非常大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。另一方面，故錄系統(tǒng)的建設(shè)在實(shí)現(xiàn)信息遠(yuǎn)傳、信息分析與管理的同時(shí)，還能有效解決因電網(wǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)大而使調(diào)度、繼電保護(hù)專業(yè)人員不足的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

2 安徽電網(wǎng)故錄系統(tǒng)組網(wǎng)運(yùn)行實(shí)施情況

2.1 故錄系統(tǒng)組網(wǎng)前的運(yùn)行狀況

在故錄系統(tǒng)組網(wǎng)運(yùn)行前，故障錄波器裝置均未與主站聯(lián)接，有的只是接入到了故障信息管理機(jī)。故障信息管理機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)變電站二次設(shè)備綜合數(shù)據(jù)采集、就地存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能[2]，大大提高了信息自動(dòng)化的水平。因?yàn)楣收闲畔⑾到y(tǒng)在功能設(shè)計(jì)上比較全面，某種程度上替代了故障錄波組網(wǎng)。但事實(shí)證明，故障信息系統(tǒng)并不能替代錄波組網(wǎng)，究其原因是其無(wú)法滿足錄波器采樣率高、頻繁啟動(dòng)、文件多大等特性。

2.2 故錄系統(tǒng)組網(wǎng)運(yùn)行實(shí)施情況

安徽電網(wǎng)從2014年開(kāi)始實(shí)施了故障錄波器裝置改造及聯(lián)網(wǎng)接入工程，本系統(tǒng)采用“采集站-地調(diào)/省檢分站-中調(diào)主站”三級(jí)結(jié)構(gòu)。

站端采集利用以太網(wǎng)交換機(jī)匯接站內(nèi)所有錄波裝置，對(duì)于無(wú)法提供以太網(wǎng)通信接口的裝置，將使用接口轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換接入，匯接交換機(jī)最終接至站內(nèi)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)錄波裝置與數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入。

安裝在地調(diào)的數(shù)據(jù)通信服務(wù)器通過(guò)II區(qū)數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有聯(lián)網(wǎng)錄波裝置信息的采集，分析、存儲(chǔ)以及運(yùn)行工況的監(jiān)視；同時(shí)負(fù)責(zé)將故障錄波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至省調(diào)錄波主站。

系統(tǒng)總體框架及數(shù)據(jù)流向圖如圖1所示。

3 安徽電網(wǎng)故錄系統(tǒng)組網(wǎng)中的難點(diǎn)及對(duì)策

3.1 故障錄波器裝置程序缺陷

鑒于早先投運(yùn)的故障錄波器裝置程序多為單線程版，無(wú)法滿足多網(wǎng)絡(luò)通信，針對(duì)組網(wǎng)接入主站運(yùn)行的需求對(duì)老程序進(jìn)行了升級(jí)，并對(duì)升級(jí)后的程序進(jìn)行了測(cè)試。但在測(cè)試與安裝的過(guò)程中仍遇到以下問(wèn)題：原設(shè)計(jì)容量過(guò)小，尚不能滿足大面積組網(wǎng)；故障錄波裝置程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)版本兼容性差，經(jīng)常出現(xiàn)宕機(jī)；裝置大多是Windows操作系統(tǒng)，而且是全天24h運(yùn)行，穩(wěn)定性差，經(jīng)常發(fā)生卡死現(xiàn)象。

解決方案：對(duì)故錄系統(tǒng)裝置的程序進(jìn)行升級(jí)并將系統(tǒng)改為嵌入式操作系統(tǒng)。

3.2 故錄系統(tǒng)硬件故障率相對(duì)較高

相比繼電保護(hù)裝置，故錄裝置硬件損壞率較高，因?yàn)檠b置采用工控機(jī)設(shè)備，有硬盤(pán)等旋轉(zhuǎn)部件，較易發(fā)生故障；裝置電源、采集板等插件故障率也相對(duì)較高。這些硬件故障都會(huì)使故錄裝置無(wú)法正常運(yùn)行。

解決方案：近期采用加大故錄系統(tǒng)的巡視維護(hù)，在試驗(yàn)和運(yùn)行中及早發(fā)現(xiàn)硬件缺陷。長(zhǎng)期解決方案為更換為高性能、低功耗的嵌入式設(shè)備，徹底解決硬件系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

3.3 故錄系統(tǒng)組網(wǎng)運(yùn)行通信問(wèn)題及解決方案

（1）由于故障錄波器裝置可能處于非同一個(gè)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，其組網(wǎng)比較難。如線路兩側(cè)故錄系統(tǒng)裝置分別處于華東調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和安徽省調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，其聯(lián)通需在兩側(cè)數(shù)據(jù)網(wǎng)的路由器及防火墻等網(wǎng)絡(luò)裝置進(jìn)行多次配置，難度較大。

（2）對(duì)于500kV變電站，由于故障錄波器裝置位于不同的保護(hù)小室，且與數(shù)據(jù)網(wǎng)屏不在一個(gè)保護(hù)小室內(nèi)，其距離較長(zhǎng)，超出了網(wǎng)絡(luò)線的通信范圍。必須采用光纖連接，并加裝光電轉(zhuǎn)換裝置。

（3）部分廠家的故障錄波裝置，網(wǎng)口的數(shù)量不夠。自身采集裝置與工控機(jī)通信占用一個(gè)網(wǎng)口，一平面與二平面的接入各需一個(gè)網(wǎng)口，這就要求故障錄波裝置對(duì)外至少提供兩個(gè)網(wǎng)口，但部分廠家的錄波裝置總共只有兩個(gè)網(wǎng)口。必須對(duì)硬件進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)展網(wǎng)口，無(wú)法升級(jí)的適時(shí)進(jìn)行更換。

3.4 故錄系統(tǒng)主站信息的發(fā)布水平較低

由于故錄系統(tǒng)在二區(qū)，而一般調(diào)度和保護(hù)人員工作在三區(qū)，不可能經(jīng)常到二區(qū)系統(tǒng)去查看錄波信息，這就要求必需對(duì)二區(qū)的錄波信息進(jìn)行整理，在三區(qū)或調(diào)度臺(tái)進(jìn)行展示。

解決方案：對(duì)錄波信息、跳閘邏輯等進(jìn)行深入分析與研究，增加智能化的故障簡(jiǎn)報(bào)窗口彈出功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路兩側(cè)不同動(dòng)作信息的分析、對(duì)比與合成，并在發(fā)布界面實(shí)時(shí)彈出與提示，符合人性化的理念。

4 安徽電網(wǎng)故錄系統(tǒng)的功能及應(yīng)用

4.1 故錄系統(tǒng)子站的功能與應(yīng)用

故錄系統(tǒng)子站主要用于電網(wǎng)故障記錄與分析，記錄當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生各種擾動(dòng)。在電網(wǎng)發(fā)生短路、振蕩、頻率波動(dòng)、電壓崩潰時(shí)，能記錄各相關(guān)電流、電壓、頻率、有功、無(wú)功等電氣量，以及開(kāi)關(guān)量變化的全過(guò)程。是為電力系統(tǒng)生產(chǎn)工作人員正確分析故障原因，研究反事故對(duì)策，及時(shí)處理事故，評(píng)價(jià)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置動(dòng)作的正確性等提供可靠原始數(shù)據(jù)的設(shè)備。

4.2 故錄系統(tǒng)主站的功能與應(yīng)用

故錄主站系統(tǒng)是一套跨平臺(tái)的，功能完備的分布式錄波信息實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)和發(fā)布系統(tǒng)。主要有通信采集、波形分析、故障測(cè)距、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理、安全防護(hù)、圖形系統(tǒng)等功能，并且實(shí)現(xiàn)了在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)上展示錄波信息和故障簡(jiǎn)報(bào)的功能，方便了調(diào)度和運(yùn)行人員對(duì)錄波信息的查看，實(shí)現(xiàn)了調(diào)控一體化模式。

5 結(jié) 論

故錄系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的組網(wǎng)與原來(lái)分散式網(wǎng)絡(luò)相比，具有信息網(wǎng)絡(luò)化水平高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。投運(yùn)以來(lái)應(yīng)用效果良好，在安徽電網(wǎng)發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。

調(diào)控一體化模式優(yōu)化了調(diào)度、變電工作流程，提高日常工作效率，以及電網(wǎng)事故處理效率，全面提升電網(wǎng)安全水平和應(yīng)急水平。同時(shí)也為工作人員綜合素質(zhì)能力和電網(wǎng)智能化水平提出了更高的要求，為電網(wǎng)智能調(diào)度奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-11-6