故障錄波器的通信網絡設計

【摘要】錄波器就是一種數據采集記錄裝置，它可以記錄系統非正常和正常狀況下系統電壓、電流、頻率的變化。在電力系統正常運行情況下記錄的數據，對于分析電力系統正常運行下電能的應用情況起著重要的作用；大港石化公司將電力系統所有變電站和開閉所的故障錄波器進行聯網以實現電力系統自動化及系統的集中管理和監控。

【關鍵詞】錄波器電力系統通訊網絡

電力網絡波動對連續性生產的企業影響是十分巨大的，甚至可能造成生產事故，特別是石油化工企業保證公司內部電力網絡的穩定性是及其重要的。因此，大港石化公司提高電力系統的自動化控制水平十分必要。大港石化公司的電力系統包括第一35KV變電站、第二35KV變電站、聚丙烯35KV變電站、原油儲備庫35KV變電站、催化6KV開閉所、煙機6KV開閉所、三循6KV開閉所、柴油加氫6KV開閉所、重整6KV開閉所等。每個變電站和開閉所都陸續設置有不同規格型號的錄波器，但它們都獨立管理，發生故障時無法進行系統分析，通過光纖以太網組建了電力調度通信系統，實現了集中管理和監控。

一、故障錄波器的原理

故障錄波器是用來記錄電力系統中電氣量和非電氣量以及開關量的自動記錄裝置，通過記錄和監視系統中模擬量和事件量來對系統中發生的故障和異常等事件生成故障波形儲存并發送至遠方主站，通過分析軟件的處理對波形進行分析和計算，從而對故障性質、故障發生點的距離、故障的嚴重程度進行準確地判斷。

二、故障錄波器的作用

（1）系統發生故障，繼電保護裝置動作正確，可以通過故障錄波器記錄下來的電流量電壓量對故障線路進行測距，幫助巡線人員盡快找到故障點，及時采取措施，縮短停電時間，減少損失。

（2）線路不明原因跳閘，通過對故障錄波器記錄的波形進行分析，可以判斷出開關跳閘的原因。從而采取相應措施，將線路恢復送電或者停電檢修，避免盲目強送造成更大的損失，同時為檢修策略提供依據。

（3）判斷繼電保護裝置的動作行為。當系統由于繼電保護裝置誤動造成無故障跳閘或系統有故障但保護裝置拒動時，就要利用故障錄波器中記錄的開關量動作情況來判斷保護的動作是否正確，并可以據此得出有問題的部分，對于較復雜的故障可以通過記錄下來的電流電壓量對故障量進行計算，從而對保護進行定量考核。

三、故障錄波器通信網絡的特點和面臨的問題

首先，故障錄波器是記錄低壓、高壓電網系統出現波動時的暫態過程，這就要求十幾臺故障錄波器在幾秒鐘內同時采集大量的數據并傳輸到中心計算機。因此要想將各變電站和開閉所的故障數據遠傳到中心控制室，通信網絡必須是一種遠程的、高可靠性的、數據吞吐量大的系統。其次，故障錄波器通信網絡要求具有組網靈活，擴展性強，能實現故障信息遠傳及日常運行檢測的雙重作用，它的設計應該能適應各種規約類型和接口類型的微機智能保護裝置，它能適應未來通信網絡技術的發展需要。

四、故障錄波器通信網絡的設計

（1）設計思路：將大港石化公司的第一、二35kV變電站、以及6kV的開閉所增設錄波器18套，其錄波器均具備網絡功能。采用一臺服務器作為集中控制和數據處理中心，將這臺服務器放置在第二35KV變電站，通過光纖以太網將各變電站和開閉所的故障錄波器進行聯網，并安裝網絡協議及故障錄波器的分析軟件，以實現故障錄波器網絡化集中管理。

（2）方案設計：系統構成主要由服務器和故障錄波器終端構成，服務器和各個終端間采用TCP/IP通訊協議。故障錄波器網絡結構圖（參見圖1）。

五、故障錄波器的通訊網絡體系

故障錄波器通信網絡組成的主體結構包括分析站、采集站的分層結構形式。由微機錄波器組成的采集站分布在各變電站和開閉所，通過光纖以太網實現故障錄波器聯網，當高低壓電網出現波動時將各變電站和開閉所的故障錄波器所記錄的故障數據自動傳送到安裝第二變電站的主站服務器上，主站是一臺服務器、交換機和光電轉化器。操作員可以根據錄波器所在位置和型號啟動相應應用程序，將記錄的故障文件通過軟件進行分析，立刻找到故障源并采取相應措施。

六、結論

故障錄波器通信網絡的建立以后將大大提高公司高低壓電力網絡管理的自動化水平。當高低壓電力網絡發生故障時，利用故障錄波器可以記錄下故障的全過程的波形，通過軟件的分析可以得出此種故障的類型以及故障時保護的動作狀態，縱聯保護的發信情況，斷路器的分合時間，重合閘動作全過程等，可以正確分析事故，評價保護，發現保護和斷路器存在的問題，查出高低壓電網波動是由上游電力網絡產生還是使用單位的某段造成的電力網絡波動。最大限度地減少不明事故。

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