3关于故障录波器发展方向的探讨

　　3．1关于录波器的功能定义

　　随着超高压电网网架结构的不断扩大，电网稳定问题日益突出。因此笔者认为传统录波器仅仅扮演的记录故障情况下电参量的角色，已不能适应当前电力系统的发展。新型录波器应该是信息共享，多种功能的集成体，它未来的主要功能应包括：

　　1)继电保护及安自装置动作行为的分析

　　①电网故障的分析；

　　②机组故障的分析。

　　2)运行参数的实时记录；

　　3)接人系统的电能量统计；

　　4)同步向量测量及稳定欲决策。

　　在这种背景下，把该种装置叫做故障录波器也不再合时宜，笔者称它为电气参量动态记录单元，其动态记录主要是指：

　　--电流、电压的记录；

　　--事件记录；

　　--电能量统计；

　　--功角测量记录。

　　3.2录波启动方式

　　因电力系统故障情况非常复杂，使得通过有限的设定启动定值来启动录波装置的做法，并不能保证每次故障发生时的录波及时性和完整性，常常发生录波失败的情况；且随着机组容量的不断增大，系统和厂用电配置的越来越复杂，进入故障录波装置的量也越来越多，一套录波系统普遍采用了多套录波单元的做法非常普遍，但多套录波单元启动的同时性问题一直是个悬而未决的难题。因此新型录波器不存在启动条件，而实行无条件循环记录，以与GPS同步的高采样率连续记录一段时间的数据，在时间段内的任何时刻的参数，可以最小的时间分辨率重演。

　　3.3录波数据的真实性

　　录波器的使命决定了它必须保证所采集数据的真实性。这一点对故障再现和仿真研究，乃至进一步利用故障数据资源十分重要。因此对录波数据安全性的要求不能只依赖于管理，而应首先在技术上采取有效措施。随着记录数据量的不断增多，新一代故障录波器应采取如下措施来保证录入数据的真实性：

　　1)采用16位以上A／D以5kHz以上的速率进行高速高精度采样；采用MCU技术来提高处理数据的能力；实现智能采样，对系统振荡、重合及直流量等，根据实际情况自动调整采样速率。

　　2)扩充存储容量，保证长过程或连续故障时高密度录波数据，使其保持完整性。

　　3)采用高速总线，实现数据的实时、快速、安全转存。

　　4)尽可能减少采样单元中的滤波环节。

　　3.4采样同时性(GPS问题)

　　GPS的出现，为统一全网时钟，实现各点录波数据的综合分析提供了方便。可是不同的对时方式对全网时钟的统一影响很大。

　　为实现真正意义上的全网时标统一和采样的同时性，应直接以GPS对时信号控制采样脉冲(如利用GPS中误差小于lUs的lpps脉冲，经高稳定度晶振分频后产生采样脉冲)，以解决现有GPS对时方法使网内务录波器之间将误差控制在lms以下，并向微秒级的国际先进水平靠拢。3.5数据记录格式及输出方式

　　影响当前故障录波器组网功能提高的最大障碍在于不同型号录波器的数据记录格式和通信规约不统一。为充分发挥网络效益，新型录波器应做到：

　　1)采用标准数据记录格式，对CCITT、COMTRADE、专用规约等提供转换软件，能与其他故障分析设备交换数据。

　　2)具有多个RS232及RS485接口，可同时向变电站监控系统和本站保护信息管理系统传送数据；内置nlodem，能直接与远方工程师站沟通。

　　3.6录波器的网络功能

　　随着录波数据量的不断扩大，目前一个录波文件的容量约在2M左右，使得以前通过modem拨号方式传送故障记录文件的方法，变得越来越不实用。因此网络功能应是新型录波器区别于现有录波器的重要方面。为提高网络利用率，网络应能实现故障信息远传与日常运行监测的双重作用。

　　该网络应注意以下几点：

　　1)应充分利用、融合在现有资源(保护及安全自动装置信息集中处理系统)，并与就地监控和SCADA系统存在接口。

　　2)通信规约应适应已颁布的行业标准，通信方式应进一步向可靠的现场总线方案过渡。

　　3)信息网络应成为MIS系统的一个有机组成部分，减少重复建设。创造条件与MIS系统间建立计算机专线网络，采用先进的ATM等技术，确保录波器信息在网络上的优先传送。

　　4)规范信息网络统一数据库，提高数据共享程度，减少数据库的人工维护量。

　　4我厂二期工程故障录波器方案设计

　　4.1总体构想

　　根据以上对录波器发展方向的探讨，我将二期故障录波器定名为电气参数动态记录单元，它是线路故障录波器、机组故障录波器、同步向量测量及稳定欲决策系统(稳定切机)的统一体。按照笔者的设计：在二期电气中，将不再存在目前一期设备中使用的：线路故障录波器、机组故障录波器、同步向量测量及稳定欲决策系统和稳定切机系统，而只有一套电气参数动态记录单元装置。装置的总体特点如下：

　　1)分布式配置，IO资源没有限制。可以就地灵活配置，减少二次电缆。

　　2)GPS同步采样，安装在不同地点的动态记录单元采用高精度同步的采样脉冲。

　　3)不存在启动条件，无条件用GPS同步的高采样率循环记录14天的数据，14天内的任何时刻的参数，可以最小的时间分辨率重演。

　　4)高速通讯网，采用主流硬件系统100M以太网作为通讯通道，相应速度无与伦比。

　　5)实时数据、向量图显示。

　　6)稳定欲决策功能。

　　依托先进的继电保护平台，动态过程记录装置由分布式高精度抗干扰GPS授时单元、模拟量、开关量测量采集单元、数据集中处理单元和高分辨率数字式记录／重演单元组成，因此系统涉及到电网的稳定及故障的分析，数据的重要程度高，遂采用数据冗余记录系统。基本结构，如图1。