淺談典型故障錄波器的原理及維護

萬杭平

摘 要：故障錄波器能記錄故障前后過程各種電氣量的變化，通過分析事故過程、保護動作、故障范圍和故障測距，及時正確地處理事故，提高電力系統安全運行水平。

關鍵詞：動態記錄 硬件 組網 異常處理

中圖分類號：TM74 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0082-01

在經濟快速發展的今天，用電負荷不斷增長，電網規模不斷增強，電力系統的各種故障通常都會造成比較嚴重的影響。故障錄波器能在系統發生故障、異常擾動時，自動準確地記錄故障前后的各種電氣量變化及繼電保護動作情況，通過分析、比較，判斷保護動作、明確故障范圍和故障測距，為處理事故提供科學依據，確保及時處理事故，迅速恢復供電，大大降低了因故障停電造成的綜合經濟損失。當下，故障錄波器已被廣泛應用在各個電壓等級的變電站中。

1 電力系統故障動態記錄

1.1 動態記錄類別

電力系統故障動態記錄的主要任務是，記錄大擾動如短路故障、系統振蕩、頻率崩潰等發生后的有關系統電參量的變化過程及繼電保護與安全自動裝置的動作行為。[1]

（1）高速故障記錄：記錄因短路故障或系統操作引起、由線路分布參數作用在線路上出現的電流及電壓暫態過程，主要用于檢測新型高速繼電保護及安全自動裝置的動作行為，也可用以記錄系統操作過電壓和可能的鐵磁諧振現象。

（2）故障動態過程記錄：記錄因大擾動引起的系統電流、電壓及其導出量，如有功、無功以及頻率的全過程變化現象。主要用于檢測繼電保護與安全自動裝置的動作行為，了解系統暫（動）態過程中系統各電參量的變化規律等。

（3）長過程動態記錄：記錄主要線路的有功潮流、母線電壓及頻率、變壓器電壓分接頭位置以及自動裝置的動作行為等。

1.2 500 kV變電站故障錄波記錄內容

220 kV線路、母線聯絡斷路器的相電流和零序電流；220 kV母線電壓互感器的3個相對地電壓和零序電壓。操作每臺220 kV斷路器的繼電保護跳閘命令，縱聯保護的通信通道信號，安全自動裝置操作命令。500 kV每條線路的4個電流量和4個線路電壓量和每臺主變壓器的4個電流量。操作每臺500 kV斷路器的繼電保護跳閘命令，縱聯保護通信通道信號及安全自動裝置操作命令[2]。

2 IDM故障錄波器的硬件及組網

2.1 硬件組成

IDM是一套多功能分布式數據采集系統，由DAU、LSU、PRT、PC、MODEM、HUB、GPS等構成[3]。DAU為數據采集單元，采集量包括模擬量、開關量等；LSU為本地存儲單元，用來保存DFU/TSS/CSS記錄、實現多套DAU情況下的MODEM共享和打印機共享。

2.2 IDM故障錄波器系統常見組網方式

在實際的變電站中，所需要記錄的設備電氣量、開關量眾多，由于單一DAU的通道數量有限（IDM16/32），故需要較多的DAU單元進行采集，同時存儲的增加，LSU也需多臺。最為常見的一種組合方式就是多臺DAU配置一臺LSU，共同組屏；同時以HUB為中心點的多個錄波器系統拓撲接入變電站局域網，公用一臺后臺PC機進行波形的調取與分析。應用程序安裝至后臺PC機。

2.3 故障錄波器系統數據存儲及調用信息流

故障錄波器正常運行時，數據采集單元DAU將觸發采集的數據時刻存儲到LSU中。遇到手動遠程觸發及調用錄波信息的情況時就需要掌握信息在錄波系統內部的走向。當在后臺PC機進行遠程觸發IDM時，觸發命令信息流向為：PC機→交換機Swtich→HUB1→DAU1…DAUn，數據取回信息流向為：LSU→HUB1→交換機Swtich→PC機。

3 IDM類故障錄波器異常處理

3.1 故障類型及處理

（1）DAU設備故障：當DAU面板上1～6任一組合信號燈亮，將DAU面板后電源開關斷開，請廠家處理；當DAU電源燈熄滅不亮時，查看設備后電源開關及電源進線；當PPS對時燈滅，檢查屏后GPS對時接口連接線是否良好；DAU死機及以上故障均可關斷本屏上的直流電源開關，然后重新合上直流開關，重新啟動。仍不能恢復，走缺陷流程，請專業人士處理。

（2）LSU設備故障：看門狗報警或死機時，重啟LSU設備。

（3）HUB設備故障：①電源故障：若交換機面板上的POWER指示燈是綠色的，就表示正常；若該指示燈滅，則說明交換機沒有正常供電。此時，應檢查設備屏后交換機電源小開關是否合上；檢查交換機背板電源接線是否良好；若外部輸入都正常，應懷疑是內部故障，請專業人士處理。②端口故障：若連接某一端口的指示燈link滅，則應檢查相應的連接部分。若其外部連接都正常，交換機電源也正常，應懷疑為端口故障。③背板故障：如果交換機各個模塊均不能正常工作，考慮為電路板故障。此時，應請專業人士更換交換機電路板。④無法調取數據及啟動遠程錄波功能：當無法調取錄波數據或啟動遠程錄波功能時，首先要查看故障錄波器設備配置屏是否有故障告警信息；如果有，則根據以上分析處理；若無，有可能為雙絞線連接接觸不良所導致。重新拔插雙絞線與各交換機的接口，進行試驗；若仍然不能調用數據或遠程錄波，應匯報調度，進行缺陷處理。

3.2 運行維護建議

鑒于IDM類故障錄波器在運行過程中，經常會出現如：故障錄波器與后臺故障錄波器遠程管理程序無法建立連接、GPS對時不準、故障錄波器頻繁啟動告警、故障錄波器故障及故障錄波器看門狗故障等異常情況，致使其在日常工作過程中存在一定的隱患，若不能及時進行排查處理，一旦系統出現異?；蚬收蠒r，無法第一時間自動準確地記錄故障波形，這會對故障處理的及時性和有效性造成極大的干擾。

針對上訴情況，對IDM類故障錄波器的運行提出如下意見和建議：（1）加強對故障錄波器的巡視，定期對故障錄波器進行手動觸發，手動觸發應安排在當天負荷較大時段，檢驗其是否在正常的工作狀態，檢查錄波圖形是否正常，發現問題，立即匯報，聯系處理。（2）運維人員應了解故障錄波圖形的現場調閱和拷貝方法，在保護管理機不能調閱故障錄波器的波形時，采用現場調閱方式，對故障進行及時的分析和判斷。（3）加強技術培訓，充分利用故障錄波器維護的機會，請廠家人員現場講解。（4）制定應急預案，確保緊急情況下能順利調取故障錄波，提高故障處理的效率。

4 結語

隨著自動化水平的不斷提高，電力系統故障的類型也越來越多，繼電保護動作情況的復雜性也在不斷增加，故障錄波器在電網事故的處理中發揮著越來越大的作用。對于運維人員，了解錄波器內部組件結構、工作方式顯得更為重要，學會錄波器常見故障處理更為電網安全運行增添一道安全屏障。

參考文獻

[1] 中華人民共和國電力行業標準.220-500kV電力系統故障動態記錄技術準則.DL/T 553-94[S].

[2] 瓶窯運維站500kV瓶窯變二次設備運行規程.

[3] 江蘇省電力公司，淮安供電公司.變電運行崗位技能培訓教材[M].中國電力出版社，2005.endprint