新型数字化变电站长录波系统设计
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-ICSQ/GDW 国家电网公司企业标准Q / GDW679 — 2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范Technical specifications for construction of integrated supervision and controlsystem of smart substation2011-02-07发布 2011-02-07实施国家电网公司发布目次前言 .................................................................................................................................................. I I 1范围 . (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4 总则 (2)5 体系架构及功能要求 (2)智能变电站自动化体系架构 (2)一体化监控系统架构 (2)系统功能要求 (3)应用间数据流向 (6)6 一体化监控系统结构 (7)系统结构 (7)网络结构 (9)7 系统配置 (9)硬件配置 (9)系统软件配置 (10)时间同步 (11)性能要求 (11)8 数据采集与信息传输 (12)9 二次系统安全防护 (12)编制说明 (13)前言智能变电站是智能电网的重要环节，一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是大运行体系建设的基础，是备用调度体系建设的基础。
为规范智能变电站建设，按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，国家电网公司组织编写了《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》。
本标准规定了智能变电站一体化监控系统体系架构、功能要求和系统配置等，为智能变电站设计和建设提供技术标准和依据。
智能变电站便携式报文及录波监测系统设计与实现
智能变电站便携式报文及录波监测系统设计与实现发表时间：2016-04-14T16:40:55.383Z 来源：《电力设备》2016年1期供稿作者：刘春成1 金运昌2 熊天禄1 黄振1[导读] 1. 国网蚌埠供电公司安徽蚌埠 233000；2. 山东山大电力技术有限公司山大济南 250101；）一个完整的便携式报文与录波监测系统包括便携式报文与录波监测装置和运行在PC上的报文在线分析监视子系统。
刘春成1 金运昌2 熊天禄1 黄振1（1. 国网蚌埠供电公司安徽蚌埠 233000；2. 山东山大电力技术有限公司山大济南 250101；）摘要：设计了适用于智能变电站的便携式报文及录波一体化装置。
装置主要包括报文及数据采集子系统，主要由实时报文接收模块、异常报文告警模块、实时流量统计模块、实时压缩处理模块、实时波形提取模块、录波启动判断模块、故障录波模块和稳态录波模块组成；报文及录波数据存储子系统，主要由故障录波及报文数据接收模块、故障录波报文独立存储管理模块、故障录波存储管理模块、稳态录波存储管理模块、远传模块、COMTRADE数据转换模块、故障测距模块、异常报文事件告警模块、定值组管理模块、报文存储管理模块、异常报文独立存储管理模块等组成和故障录波及报文在线分析监视子系统。
解决了目前现场缺乏便携式报文解析和故障数值分析工具的问题。
关键词：智能变电站；报文；故障录波；便携0 引言目前智能电网建设是各国电力行业的热点，我国提出了建设“坚强可靠，经济高效，清洁环保，透明开放，友好互动”[1]的具有中国特色的智能电网。
智能化变电站是智能电网的重要组成部分，随着IEC61850标准的推行[2]，智能变电站相关技术日益完善，智能变电站已经进入了大规模实用阶段。
在智能变电站中，采用数字传输技术替代了常规变电站中沿用多年的模拟量传输，完成变电站各IED设备之间的实时信息交换，为实现数据共享和设备的互操作性提供了必要的技术基础。
智能变电站网络分析与故障录波一体化系统设计与实现
智能变电站网络分析与故障录波一体化系统设计与实现摘要南京南瑞继保电气有限公司的研究人员何君、刘明慧等，在2018年第8期《电气技术》杂志上撰文，通过分析智能变电站网络分析装置和故障录波装置发展现状，提出了一种适用于网络分析和故障录波应用场景的一体化系统设计方案。
系统结构由管理单元和采集单元组成，文中阐述了系统信息采集方案和数据处理流程，并分别论述了管理单元和采集单元的软件实现方案，解释了管理单元和采集单元总体功能定义和各应用模块组成架构。
通过实例对比分析，指出了一体化设计的优势，总结了设计方案的实用性和有效性。
文献[13]提出管理单元和前置采集单元的一体化系统设计架构，系统内部使用站控层MMS网络通信。
文献[14]提出“分散采集+集中分析”的思想，同样基于管理单元和采集单元架构，采集单元负责采集网络报文，管理单元实时分析和记录。
上述文献基于单装置的设计不能满足不同规模数据流量和组网方式情况下网络报文数据的采集要求。
基于采集单元和管理单元的系统设计缺乏统一的技术标准，采集单元和管理单元功能定位不够合理，“分散采集+集中分析”对管理单元实时性能要求较高，未充分发挥采集单元的作用，采集单元和管理单元采用站内MMS网络通信不适应现行标准和规范对于网络分析记录装置的要求。
本文基于“分散采集分析+集中配置展示”思路，提出一种新的网络报文分析和故障录波一体化系统设计，系统由多（单）台套采集单元和一台管理单元组成，采集单元实现报文实时采集分析和故障录波功能，管理单元负责系统配置及分析结果的展示。
1 系统设计本文设计的网分报文分析与故障录波一体化系统采其系统架构图如图1所示。
图1 系统架构为适应不同电压等级和不同组网方式智能变电站的报文采集需求，系统基于分散采集分析和集中展示的思路，采集单元完成报文采集、记录、分析以及故障录波功能，管理单元承担网络报文分析及故障录波后台功能。
采集单元通过高速采集口采集过程层网络、站控层网络和站内调度通信网络报文，广播报文或GOOSE、SV等组播报文直接将交换机转发范围内的某端口接入采集端口，MMS、104等单播报文需要在交换机上做镜像，然后将镜像端口接入采集端口。
智能变电站数字化录波装置硬件结构研究
图 ２ 数 字 录 波 装 置 在 智 能 变 电 站 中 的
—
数 字录 波装置 硬件 结构 图 １ 变 电 站 自动 化 系 统 接 口模 型 数 字故 障 录波装 置 的硬 件 系统 比传 统 的 合并 单元 和数 字 录波 装 置分 别处 于 数字 化 变 电站 的过 程 层 与间 隔层 。过 程层 是 一次 故 障录 波装 置要 相 对简 单 。 因为不 再需 要采 设 备 与二 次设 备 的结 合 面 ，主要 完成 开 关量 集 和数 据变 换 ，二 次设 备与 设备 之 间通 过 高 输 入 ／ 出 ， 拟量 采 集 和控 制命 令 发 送 等与 速通信网络进行数据和信息交互 ，为变 电站 输 模 全 站录 波带 来 了极 大 的方便 ，节 省 了大 量二 次设 备相 关 的功 能 。 Ｉ Ｃ １５ Ｅ ６８０标 准 要 求 过 程 层 的 电 子 式 互 次互 感器 电缆 的投 资 。结合 数字 化 变 电站数 感 器将 一 次侧 的 电压 、电流等 模 拟量 直 接转 据采 集对 象 ，硬 件 系统 由故 障记 录模 块 和故 化为数字信号 ， 通过通信网络传送至间隔层； 障数 据 分 析模 块 组成 ，总体 框 架结 构 如 图 ３ 数 字 式 执 行 器 能 执 行 由通 信 网 络 传 送 的 命 所 示 令。 间隔层 设备 主要 实现 控 制和 保护 功能 ， 并 故障通信记录模块 —— —１ 故障数据 分析模块 ＇ 实 现相 关 的控 制闭 锁和 间 隔级 信息 的人 机 交 互 功能 ，间 隔层 设 备可 通过 间 隔层 通信 实 现 图 ３ 录 波 装 置硬 件 基 本 结 构 设 备间 相互 对话 机 制 。变 电站 层完 成 对站 内 （） １故障通信记录模块硬件结构 间 隔层 设备 、一 次设 备 的控 制 及与 远方 控 制 数 字 录波 装置 的故 障通 信 记 录模块 是 整 中心 、 程师 站及 人机 界 面通信 的功能 。 工 个 装置 的核心 ， 硬件 结 构如 下 图 ４ 示 ， 其 所 它 适应 计算 机 技术 和 网络 通信 技 术 的飞速 将 接 收 和 解 析 由 合 并 单 元 发 送 来 的 发展 ，数 字化 变 电 站 已成 为变 电站 自动 化技 ＩＣ １５ — — Ｅ ６ ８０ ９ ２报文 和 由保 护控 制 单 元 的 面 术 的发展 方 向 。在 过程 层 、间 隔层 及站 控层 向通 用 对象 的变 电站 事件 （ Ｏ Ｓ ） 文 ， Ｇ Ｏ Ｅ报 分 上 ， 照 ＩＣ １５ （ 电站通 信 网 络 和 系统 》 别 提取 采样 值 数据 和 开关 量数 据 ；在故 障通 按 Ｅ ６８０ 变 （ 标准 ，实 现变 电站 内部 以及 变 电站 与集 控站 信 记 录模块 具 有数 据 同步 、故 障 录波启 动判 问 的信息 共享 和 互操 作 。 目前 国 内已经 有多 别 、 存储 以及 数据 通信 功 能 。 数据 个 数 字化 变 电站 投入 运 行或 开 工建 设 ，做为 数字 化变 电站 核 心技 术 的光 电 电压互 感 器和 光 电电流 互感 器 陆续 开 始运 行 ，高速 网络通 信 技 术 已经逐 渐 为 国内 主流二 次 设备 厂 家成 熟 掌握 。 过程 层 的合并 单元 ， 隔层 的二 次保 间 护 、 量 、 制单 元 ， 测 控 站控 层 的后 台 软件 也 日 益 开发 完 善 。 传 统 的 电力故 障 录波 装置 对模 拟 量 和开 关 量 的采 集需 要通 过 硬 电缆 接人 装 置 ，当系 图 ４ 录 波 装 置 故 障 通 信 记 录 模 块 硬 件 统 需要 扩容 或需 要 改变 采 集 的对象 时 往往 很 框 图 不 灵 活 。而 数字 化 变 电站 遵 循 ＩＣ １５ Ｅ ６ ８０标 故 障通 信 记 录 模 块 主 要 由 录波 分 析 主 准， 一次设 备 电 缆被 数字 光 纤取 代 ， 拟 量 即模 机、 网络 存 储 器 、 印 机 、 晶 显示 器 、 盘 、 打 液 键 和 开关量 已经 网络 化 ；数字 化 变 电站实 现 了 过程 层设 备数 字化 ， 间隔 层设 备 网络 化 ， 因此 鼠标等 组成 。录波 分析 主 机 中包含 千兆 光 纤 高性 Ｐ 涌现 出 了数字 化 录波 装 置 ，它能 满足 数 字化 采集 卡 、 能嵌 入式 Ｃ Ｕ板 卡 等 。 Ｌ Ｎ１ Ａ 主要 采 集 模 拟量 数 据 ；Ａ ２主 要 ＬＮ 变 电站对 录 波装 置提 出的要 求 ，是数 字 化 变 采 集 开关 量 数 据 ；Ａ ３主要 完 成 时钟 对 时 ； ＬＮ 电站 和 录波装 置不 断 发展 的共 同产 物 。
基于VxWorks的新型数字化故障录波器设计与实现
基于VxWorks的新型数字化故障录波器设计与实现作者：王大千, 周余, 都思丹来源：《现代电子技术》2010年第22期摘要: 根据当前传统变电站与新型数字变电站的需求,设计实现新型故障录波器。
它支持IEC61850 9-1标准的采样值数据报文,IEC61850 8-1标准的GOOSE报文,传统的202采样值报文以及IEEE1588精确时钟同步协议(PTP)。
可将多个来源的采样值进行同步合并,最终生成故障记录和分析报告,同时进行基于采样值的常态录波。
新型故障录波器采用基于PowerPC8270 的硬件平台和基于嵌入式实时操作系统VxWorks的软件平台。
此录波器在支持新的国家标准同时兼容传统协议,符合现今传统站向数字站过渡的趋势,较好地满足了当今变电站对录波的需求。
关键词:IEC61850;IEEE1588;数字化故障录波器; 合并单元; 保护控制单元中图分类号:TN911-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)22-0074-04Design and Implementation of a New Digital Recorder Based on VxWorksWANG Da-qian, ZHOU Yu, DU Si-dan(Nanjing University, Nanjing 210093, China)Abstract: A new kind of fault recorder is designed and implemented according to the demand of current conventional substation and digital substation. It supports the IEC61850 9-1 standard sample value data packet, the standard IEC61850 8-1 GOOSE message, the traditional 202 sample value data packet and the IEEE1588 precision clock synchronization protocol. It synchronizes and merges sampling value from multiple sources and final generates fault recording and analysis report. The hardware platform of this new kind of fault recorder is based on PowerPC8270 and the software platform is based on embedded real-time operating system VxWorks. This recorder is compatible with the traditional protocol in support of the new national standard, it is in line with the trend of the transition from traditional substation to digital stations. It meets today's demand for substation on the recorder.Keywords: IEC 61850; IEEE1588; digital fault recorder; merge unit; protection control unit收稿日期:2010-06-18电力系统故障录波器是研究现代电网的基础,也是评价继电保护动作行为及分析设备故障性质和原因的重要依据。
关于110kV智能站保护装置录波功能对比
关于110kV智能站保护装置录波功能对比110kV变电站通用设计导则内故障录波及网络分析系统配置方案（摘自《国网通用设计2011版》）（1）对于重要的110kV变电站，其线路、母联（分段）及主变压器可配置一套故障录波装置。
（2）当变电站设置过程层网络时，全站统一配置1套故障录波及网络记录分析一体化装置。
（3）故障录波及网络记录分析一体化装置应记录所有过程层GOOSE、SV网络报文，站控层MMS报文。
（4）故障录波及网络记录分析一体化装置宜由网络记录单元、暂态录波单元、故障录波及网络分析主机构成。
（5）网络记录单元应连续在线记录存储网络上的原始报文。
（6）暂态录波单元应在有故障启动量时记录存储暂态波形。
每台暂态录波单元的数字式交流量宜为96路，开关量以为256路。
（7）故障录波及网络分析主机应由不同的软件模块实现暂态录波分析功能及网络报文分析功能，并将分析结果以特定报文形式上传至主机兼操作员工作站。
南瑞继保（取自《PCS-978HB系列变压器成套保护装置》）保护起动记录起动前2 个周波、起动后6 个周波的所有电流电压波形。
保护跳闸记录起动前2 个周波、起动后6个周波，跳闸前2 个周波、跳闸后6 个周波，以及中间有扰动的16 个周波的所有电流电压波形。
保护装置可循环记录64 次故障事件报告、64 次波形数据。
北京四方（取自《CSC-161AE数字式线路保护装置说明书》）大容量的故障录波，全过程记录故障，采样频率支持80 点/周波；该接口同时可以接收SV 采样报文。
1) 保护CPU1故障录波报告可以打印输出或输出至串口、以太网接口。
可以保存不少于24 次录波，打印时可以选择数据或图形方式。
完整的事件记录，可保存动作报告、告警报告、启动报告和操作记录均不少于2000条，停电不丢失。
记录故障前约2 周和故障后每一开关量动作开始再加100ms 的采样数据,可以录下所有故障全过程。
2) 分散录波CPU3输出至串口或以太网接口。
220kV及以上变电站故障录波器组网系统
２ ３ 配 置管理 ．
人员 及时 准确地 掌握 电 网故 障情 况 ， 高事 故 分 析 提
水平 及故 障排查 、 理 速 度 ， 而 减少 停 电时 间 ， 处 从 提
系统 所包 含 的配置管 理程 序使用 统一 的人机 界
机 最终 被连 至站 内数 据 网接 入交 换 机 ， 以实 现 录 波
图 数 据 流 图
装 置 与数据 网 的连 接 。架设 在分 站和 主站 的通信 服
务器 同样与 数据 网相 连 ， 过 数 据 网 实现 对 采 集 站 通
２ 系统 功 能
２ １ 通信 采集 ．
各 类装 置信 息 的采集 。 地 调 录波 分 站 负 责 其 所 辖 ２ ０ Ｖ及 ５ ０ Ｖ ２ｋ ０ ｋ
自耦 变零 序差 动分 析 、 电机过 激磁 分析 、 电机 失 发 发
磁 分析 、 电机 失 步 分析 、 电机 完全 纵 差 分 析 、 发 发 发 电机不完 全纵 差分 析 、 电机裂 相分 析 、 发 发变 组完 全
纵 差分析 等 。
３ 结 束 语
综上 所 述 ， 障 录波 器 系统 在统 一 的人机 界 面 故 下实 现对所 有入 网录波器 的集 中管理 以及装 置信 息
７ 结 论
由上 述两种 模式 的Ｔ作 流程 对 比可 以明显看 出 调控 一体 化模式 中＿ 作流 程 简 化 ， 别是 在 从 监 盘 Ｉ 二 特 人 员接 收到设 备信 息 后 汇报 集 控 值班 长 ， 由值 班 再 长 全面分 析事 故异 常 信 息后 汇 报 给 当值 调 度 员 ， 当 值 调度员 再根 据值班 长汇报 的内容全 面组织 事故处 理， 再下 发调度 指令 到集控 值班 长 ， 由值班长 组织操 作 队人 员进行 倒 闸操 作 ， 这一 环 显性 的表 现 是 中间 环 节复 杂 ， 务流 程 繁琐 ， 人 人 力较 多 ， 且 由于 业 投 并
智能变电站智能录波器配置方式探讨
智能变电站智能录波器配置方式探讨摘要：随着能源产业的发展，智能变电站作为现代电力系统的重要组成部分，引入了多项智能化技术。
其中，智能录波器作为监测和保护设备的常用设施，具有不可或缺的作用。
本文通过探讨智能变电站中智能录波器的配置方式，旨在寻找一种高效且适用的方案。
关键词：智能变电站；智能录波器；配置方式引言：近些年我国能源产业的快速发展和电力系统的不断升级，使智能变电站成为现代能源领域的热门话题。
智能变电站借助先进的技术手段实现了对电力系统的监测、管理和控制，为电网运营提供了更高效、可靠的解决方案。
因此，智能录波器的配置方式对于智能变电站的运行效率和安全性有着至关重要的影响。
传统的录波器配置方式存在着诸多问题，如录波器数量多、数据处理繁琐等。
因此，迫切需要探索一种更加智能、高效的录波器配置方式。
本文详细探讨了智能变电站智能录波器配置方式，内容如下。
一、智能变电站智能录波器配置要点及相关问题智能录波器通常需要采集和传输大量的电力系统数据，必须确保数据的准确性和实时性。
而当前有待优化的是数据采集频率和精度、数据传输的稳定性和速度等方面。
因此，需要进一步研究和开发高性能的传感器、通信协议和网络设备，以满足复杂电力系统环境下的数据采集和传输需求。
而且，智能录波器产生的大量数据需要进行高效的处理和分析，提取有用的信息和特征，对于数据处理算法的精准和速度、故障诊断和异常检测算法、数据压缩和存储技术等方面的需求较高。
所以，发展智能化的数据处理和分析算法，结合人工智能和机器学习等技术，提高数据的利用价值，现已成为提高智能变电站智能录波器配置水平的一大方向。
在数据安全与隐私保护方面，智能录波器采集的数据涉及到电力系统的安全和稳定运行，因此数据的安全性和隐私保护显得尤为重要。
数据加密和传输安全、访问控制和权限管理、数据共享和共享政策等方面，需要着重加强，并在配置时合理运用数据安全和隐私保护的相关技术，制定相应的技术标准和规范。
数字化变电站录波接入方式及解决方案的研究
数字化变电站录波接入方式及解决方案的研究李燕;侍昌江;李健【摘要】建设坚强的智能电网,有必要对电力系统中各主要组成部分的运行状态进行监控,而电力系统故障录波装置能自动、准确、完整地记录这些信息.文中探讨了目前故障录波装置在数字化变电站中的主要接入方式,阐述了不同接入方式的基本原理,并对不同的数字化站录波装置的解决方案进行了讨论.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】3页(P61-63)【关键词】故障录波;智能电网;数字化变电站【作者】李燕;侍昌江;李健【作者单位】国电南京自动化股份有限公司,江苏,南京,210003;国电南京自动化股份有限公司,江苏,南京,210003;嘉兴电力局,浙江,嘉兴,314033【正文语种】中文【中图分类】TM76;TP3电力系统故障录波器已成为电力系统记录动态过程中必不可少的精密设备，其主要任务是记录系统大扰动，如短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等发生大扰动后引起的系统电压和电流及其导出量[1]。
在智能电网建设的大背景下，数字化变电站快速发展是必然趋势，国内数字化变电站采样值规约多采用IEC 61850-9-1，现在IEC 61850-9-2也在新建的数字化站中逐步应用，在早期的数字化变电站建设中也有采样值基于FT3的；大多数开关量的接入都采用面向通用对象的变电站事件（GOOSE）方式，对于一些改造的数字化站也有开关量采用硬接点的接入方式[2，3]。
针对模拟量和开关量的不同的接入方式，录波装置也有对应的不同的接入方式。
1 模拟量接入方式1.1 采样值基于FT3的点对点接入方式一般录波装置接入的模拟量最大数目为96路，以1路FT3提供12路模拟量为例子，需要录波装置提供8路模拟量的接入口。
为此，可以采用前置板（DCU）的方式解决，DCU提供12路光口，最大支持12×12=144路模拟量的接入，DCU负责将各个合并单元(MU)提供的FT3进行解析，并且可以通过配置将录波所需要的模拟量通道的数据提取出来，减少录波记录单元的数据处理量，具体接入方式如图1所示。
电站故障录波系统设计
引言本文主要介绍了基于DSP 芯片的故障录波器数据采集卡的硬件开发、数据传输原理，并对其主要性能指标作了介绍。
1基于DSP 的数据采集系统概述数据采集系统的基本原理是把接收到的模拟信号转换为数字信号，然后再将数字信号传送给计算机进行处理、显示和存储。
基于DSP 的数据采集系统能进行高精度、高速度采样与实时分析，实现从强背景噪声中拾取微弱信号以及在一定的频带内对被测信号进行采样等。
由于本采集卡将要应用到电力系统精确故障定位这样实时性很高的场合，因此我们要设计专门的硬件方案：①A/D 采集单元；②DSP 处理单元；③高速输出单元。
为了获得高速的采集速度，那么就应该注重提高每一部分的速度。
2数据采集卡的设计要求及性能指标2.1主要技术指标①模拟量通道：采样率100kps ，36路5V 差动输入（交流量），12bitAD ，可选信号隔离，36路同步采样，128点RMS 计算累积误差小于50mV （1%）；②开关量通道：8路继电器输出，64路开关量输入，带光电隔离；③采用GPS 时钟同步；④通过PCI 总线与工控机进行数据交换；⑤满足36路模拟量及相应的开关量的数据的存储要求。
2.2该数据采集卡的优点①采集路数较多，包含36路模拟量输入和64路开关量输入；②采集速率高，通道数多。
采集速率100kHZ ；③采用了高速DSP 芯片；④智能控制，能够在线改变采样速率。
3数据采集卡的硬件设计本数据采集卡采用型号为TMS320C6713的DSP 芯片，具有速度高、可靠性强、具备良好的扩展能力，其采样率可自动调节。
数据采集卡的总体框图如下。
包含信号调理与模数转换（A/D ）部分、中央处理单元（DSP ）、数据存储部分、与工控机的通信部分等。
（图1）硬件说明如下。
3.1DSP 芯片TI 的高性能32位浮点数DSP 芯片TMS320C6713（PYP ），提供16位外部数据总线，片内集成256kB SRAM ，可灵活地外扩SDRAM ，SRAM ，Flash ROM 等多种类型的存储器芯片。
智能变电站智能录波器配置方式探讨
智能变电站智能录波器配置方式探讨摘要：智能变电站在组织结构、网络通信和使用二次设备上与传统的变电站都有很大的不同，使得智能变电站继电保护系统与传统变电站继电保护系统相比在信息交互和协同控制上有明显优势。
本文对智能变电站智能录波器配置方式进行分析，以供参考。
关键词：智能变电站；智能录波器；配置方式引言对智能变电站在线监测技术进行了简要介绍和分析，突出了其在智能变电站维护保养中的重要作用，并使运维人员有更好的认识。
另一方面，这些个案研究表明，现有二级系统的在线监测技术的某些功能仍需改进，在改进信息分级、与主要设备的深入整合以及协助制定业务战略方面仍有许多工作要做。
1智能录波器的功能及特点当前500kV变换站智能录波器功能齐全，设备由采集单元和管理单元组成，结合Bayi变换站的设备和网络信息，综合故障记录分析、网络记录分析、二级系统可视化等作为Bayi变换站日常运行条件的决策依据，如异常处理、事故分析和维护。
建立了500kV Bayi变电所运行维护系统，对Bayi变电所的虚拟线路和实际线路进行了建模和可视化，并实现了变电所主动运输和故障定位等先进应用。
在保护动作事件分析领域，通过收集系统连接的保护设备信息和故障记录器信息，能够对保护动作进行综合分析和诊断，并对保护动作进行综合分析和诊断，诊断包括保护动作信息分析、波形分析、对变电站二级设备智能访问的介绍比较集成，通过多维信息渗透检测和协调分析对信号进行综合分析处理，对通信状态、二次回路连接状态、电压电流回路等的访问进行自动检查。
出现异常时，可发出信号，方便操作人员相应处理。
该功能用于将故障时的故障记录波形与保护装置记录波形进行比较，更有利于对单故障记录波形进行具体分析。
辅助安全措施的实施，通过将一级设备的典型票和二级设备的典型二级安全措施表导入系统，可以实现辅助安全措施的实施。
如果安全措施不正确，系统可以要求闭锁操作以避免电气安全事故。
2智能录波器网络结构智能记录器由一个管理单元和一个捕获单元组成。
关于变电站录波数据与故障诊断系统的研究
关于变电站录波数据与故障诊断系统的研究发布时间：2022-07-21T02:16:15.013Z 来源：《当代电力文化》2022年5期作者：周新奇[导读] 初步阐述变电站录波系统，对录播数据处理过程进行全面分析，周新奇龙矿集团供电部 265701摘要：初步阐述变电站录波系统，对录播数据处理过程进行全面分析，提出现阶段变电站录播数据与故障诊断系统改进措施。
关键词：变电站；录波数据；故障诊断系统；调查研究引言近几年以来我国经济高速发展，电力事业取得长远进步，各地区新建大量电力工程。
变电站对于维护电力系统正常运行具有重要现实意义，对于变电站故障准确分析与判断，成为各大电力企业重点关注问题。
在电力技术不断发展大背景下，电力网络日益扩大，也变得逐渐复杂，现阶段，部分企业运用高性能微机型录波装置，对电力系统进行故障诊断，该装置能够全面提升故障诊断效率，对于保障电力系统正常运行具有重要意义，本篇文章对该系统运行情况进行分析的研究，提供合理化意见和建议，希望对相关人士具有指导意义。
1故障录波概述故障录波是一种基于故障录波信息调度端电网故障整个系统，故障录波器用于电力系统，在电力系统发生故障时，能够自动而准确的记录故障之前以及之后各种电气量变化具体情况，通过对电器要进行认真分析，以及比较能够判断保护动作是否正确，该系统对于全面提升电力系统安全性具有重要现实意义。
[1]该系统基于调度端电网故障诊断及信息分析，从分类上看该系统分为几个功能模块：数据库模块、系统管理模块、故障诊断模块、故障信息分析模块。
现阶段，故障录波系统受到广泛应用，越来越多的电力生产企业认真研究该系统具体结构，对该系统运行过程中产生的问题进行改进，希望通过该系统能够全面提升电力系统故障检测速率，为我国电力事业发展做出相应贡献。
2录波数据的处理2.1录波装置数据传输方式根据现阶段录波装置实际情况，多CPU并行处理方式是变电站微机故障录波装置中采用的主要处理方式。
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新型数字化变电站长录波系统设计常夏勤,周 余,王自强,都思丹(南京大学电子科学与工程系,江苏南京 210093)摘 要:现有的录波分析软件多为C/S 架构,兼容性较差,客户端软件升级与服务器维护易给用户带来使用不便。
随着网络发展,电力系统运行管理趋于网络化,本系统采用B/S 架构,顺应了这一趋势。
本系统服务器可通过T CP/IP 协议同时接收协议转换器转发的常规存储卡、基于I EC61850 9 1标准的采样值和遵循IEC61850 8 1标准的面向通用对象的数字化变电站事件(GOOSE)等三种数据报文,排除硬件上的差异,从而实现录波数据的快速采集、高效启动判断、综合分析处理与保存,通过Web 发布以供用户远程浏览信息及波形,下载文件,很好地满足了数字化变电站对录波系统的新要求。
关键词:B/S 架构;IEC61850;G OO SE;T CP/IP 协议;启动判断;CO M T R ADE 格式中图分类号:T N919 34 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(2010)18 0192 05System Of Newly designed Persistent Wave Recording in Digital SubstationCH A NG Xia qin,ZH OU Yu,W A NG Zi qiang,DU Si dan(Departm ent o f El e c t roni c Scienc e and Eng ineering ,Nanj ing U ni v ersity ,Nanji ng 210093,Chi na)Abstract :T he ex isting wav e recor ding analysis soft war e is mostly implemented w ith C/S ar chitectur e,whose co mpatibili t y is po or ,and client sof twar e upg r ade or serv er maintenance is no t co nv enient for users.A s the netw or k develo pment,pow er system manag ement tends to be netw orked.T his sy stem is based o n B/S ar chit ecture,confor ming to the tr end.T he innova t ion of t his system is t hat serv er can receive three kinds o f data message based o n g ener al st orag ing card,sample v alue acco rd ing to standa rds o f IEC61850 9 1and object or iented substation affairs (GO OSE)fo llo w ing standards of IEC61850 8 1which the pro toco l tr ansfor ming equipment tr ansmits by the proto col of T CP/IP.It eliminates t he differ ence o f hardw are,thereby implements quick acquisition,efficient star t up judgment,co mpr ehensiv e pr ocessing and sto rag e of the w ave recor ding data,pr ov iding the customer with br ow sing infor matio n and wave shape o ver Inter net,do wnloading files by the T elnet proto col.Keywords :B/S architecture;I EC61850;GO OSE;T CP /IP proto col;start up judg ment ;COM T RA DE for mat收稿日期:2010 04 290 引 言变电站、电厂的运行状态监视和故障定位分析关系到整个变电站、电厂的安全可靠运行及维护,而故障录波器是电网安全可靠运行及维护的重要部分,是研究现代电网的基础[1 3]。
其主要任务是记录系统大扰动如短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等发生大扰动后引起的系统电压、电流及其导出量如系统有功率、无功功率及系统频率等电气量的变化全过程[4],对于工作人员正确分析设备故障性质和原因,研究反事故对策,及时处理事故,评价继电保护动作行为和自动装置动作的正确性提供了可靠的依据,根据故障录波数据可以对系统的运行电量进行变化规律分析、谐波分析、故障定位、事故再现等。
目前大部分录波器都只能进行在故障时刻进行暂态录波数据的记录和以有效值方式进行的常态记录。
南网、东北、浙江提出了以高速率的瞬时值方式进行的常态记录为主,并能在故障时刻进行高速率采样记录暂态数据的系统,但还未见有能同时接入基于IEC61850规约和常规模拟接入量的类似产品出现,因此严格按照电力部颁布的标准DL/T663 1999 220~500kV 电力系统故障动态记录技术准则 的有关规定和继电保护及其他电力自动化装置的要求设计了此长录波系统,在服务器端排除硬件上的差异,灵活方便处理前方接入量的不同,实现高速10kH z 录波和低速1kH z 安全循环记录,性能表现良好,具有相当高的工程应用价值。
1 系统总体结构系统联网方案如图1所示。
协议转换器采用Pow erPC 硬件平台和VxWorks 嵌入式系统,主要用于接受常规存储卡、IEC61850 9 1模拟量、GOOSE 开关量等3种数据报文,根据同步采样合并策略,实现模拟采样值数据和开关量数据的同步,按自定义的协议重新组合遵循TCP/IP 协议发送至给服务器,同时负责掉电、故障、录波192告警,上传发送通信与硬件工作状态。
录波系统总体结构如图2所示。
服务器是整个系统的核心部分,是各个单元信息交换的枢纽,基于Core 2双核E43001.8GH z 硬件平台,采用Linux 图形系统,可同时连接多个协议转换器,处理多客户连接请求,性能表现强劲。
参数配置模块可配置常规及数字化变电站信息并存放至MYSQL 数据库。
故障录波启动判别记录模块读取数据库参数配置信息,分析下级协议转换器发送的各类型数据和事件以及本地产生的信息和事件,将其存入数据库,创建稳态录波文件和COMTRADE 格式故障文件,故障文件送交综合分析模块进行故障选线、故障测距、谐波分析、装置动作评判、故障诊断,形成丰富的故障报告插入数据库。
Web Server 模块提供可视化Web 发布,以满足各种查询和浏览及打印的需要。
图1 系统联网方案图图2 系统总体结构2 系统软件设计2.1 录波启动方式根据不同的故障特征,暂态故障录波采用不同的4种启动方式。
(1)模拟量突变启动。
主要通过计算以周期性为依托的模拟量是否发生突变[5],一般是由短路这类突发性故障引起。
下面给出交流电压和直流电压突变的算法,电流类似。
交流突变算法:u =!u(k)-u(k -N )|-|u(k -N )-u(k -2N )!(1)直流突变算法:U =|∀k=96k=0U(k)-∀k=192k=96U(k)|(2)N 为一周波的采样点数,u(k)为k 时刻瞬时采样值,正常运行时u(k),u(k -N),u(k -2N )的值相等,所以 u =0,录波器不会启动。
即使频率偏离50H z,但由于采样是按等时间间隔进行的,频率变化时,u(k)和u(k -N )两采样值将不是相差一个周期的采样值,于是就会出现差值,u(k -N )和u(k -2N )也会出现差值,且两差值接近相等,所以 u 仍为零或很小到可以忽略。
当系统发生故障时,u(k)将增大,u(k)-u(k -N )反映出由于故障产生的突变量,由于u(k -N )-u(k -2N )仍近似为零,从而 u 反映了故障电压的突变量[6],为了减少误判,对连续4点的采样突变量是否都超过阈值来判断是否真的出现了误差。
(2)模拟量越限启动。
电压、电流越上下限,通过计算交流傅氏基波有效值或者直流平均值来与给定的阈值做比较。
傅氏算法如下:实部: U R n =2N ∀Nk =0u(k)cos nk 2N (3)虚部: U I n =2N ∀Nk =0u(k)sinnk 2N(4)有效值: U n =U R n #U R n +U I n #U I n2(5)式中:N 为一周波的采样点数,n 为谐波次数;u(k)为k 时刻瞬时采样值。
频率与变化率越限采用软件测频,算法如下:u(k)=U m sin ( t +!)(6)u(k -24)=U m sin ( t -24 t +!)(7)u(k -48)=U m sin ( t -48 t +!)(8)f =16 T ar ccos u(k)+u(k -24)2u(k -24)(9)式中:u(k)为k 时刻采样值;T 为采样周期;f 为待测波形频率。
(3)开关量启动。
任何一路开关量均可单独整定作为启动量,可选择为打开启动、闭合启动、变位启动。
假定开关量在第k 点变化,则会检测到第k 点的开关量状态S (k)前一点的状态S(k -1)不同,记下此时的时间但并不启动,检测S (k -12)至S(k -2)是否都与S(k -1)点状态相同,如果相同则继续检测第S(k+1)193至S(k+11)点的开关量状态,如果都与S(k)相同,说明开关量确实是发生了变位,应立即启动故障录波。
否则说明只是局部抖动,应不予理会。
(4)本地手动启动、远方通信启动。
即便此时没有故障,也要立刻启动故障录波,只是启动类型为空。
2.2 数据记录格式(1)稳态录波数据记录。
采样率为1kH z,开始采用分通道文件存储机制,但由于同时操作的文件流过多,改为依次循环写入单个通道的数据,仍然不理想,消耗过多的系统资源,于是改进为以子站为单位类COM TRADE数据文件方式存入所有通道数据至一个文件,存储时间为10min,改进后存储效率得到很大提高。
(2)暂态录波数据记录。
为使暂态录波文件简单化,本系统直接使用2段变速数据:最高采样速率(AB 段)和长录波记录速率(C段)。