浅析微机故障录波器通信网络的设计
故障录波器技术
Ⅲ.故障录波器之配置原则
• 选用嵌入式的故障录波器，通信控制单元不依赖于 硬盘或后台机 • 录波器能够按规约方式向录波器主站或保护子站上 传录波文件。 • 配置专用的母线故障录波器，确保一条母线的所有 开关接入同一台录波器 • 变压器模拟量的接入－四侧 • 一般每两串配一台录波器，如主变直接挂在母线上， 可以单独配置一台
CPU
运行 COM 2 RS 422 /485 PRN
VxWorks LAN 1 LAN 2
硬盘
录波单元 COM 1 RS 232 LAN 3录波Βιβλιοθήκη 理机以太网交换机调度
调度或子站
信息子站
Ⅱ.故障录波器之原理
录波器起动方式 目的：能满足各种故障情况下可靠起动故障录 波器。 模拟量起动：按相设置的过电流、低电压起 动；按相设置的电流突变起动、零序过流和突 变起动；负序电流起动。 开关量起动：所有保护的跳闸出口信号；所 有开关的副接点变位信号
4
基础波形分析
“黑匣子”
• 黑匣子是飞机上的记录仪器，是一种飞行数据记录仪。它 能将飞机的高度、速度、航向、爬升下降率、格林尼治时 间等等飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都 记录下来。能够在飞机损毁的情况下帮组调查人员分析事 故原因，以便对事故作出正确的结论。
变电站-发电厂的黑 匣子—录波器
利用故障录波器记录下来的保护动作事件量和开关接点 状态信息找出保护不正确动作的原因，必要时通过计算工 具进行模拟计算分析
Ⅱ.故障录波器的构成
• 通常包括三部分：辅助变换、前置机、后台机
一般位于屏后，实 现A/D转换 数据处理和 管理 用于数据采集和启动，将 信息传到后台机
标配打印机、 USB接口
深圳双合SH2000
微机型故障录波装置
微机型故障录波装置微机型故障录波装置第一节故障录波概述故障录波装置是当电力系统发生故障时，能迅速直接地记录下与故障有关的运行参数的一种自动记录装置。
当电力系统发生故障时，电力系统潮流计算、短路电流计算的理论值与实际值的差距很大，继电保护、自动装置的实际动作情况如何，电气设备受冲击的程度怎样，这些在理论上很难模拟且又不能通过实验获得的瞬时信息，对电力系统安全稳定运行具有十分重要的意义，而利用故障录波装置就能获得这些信息，所以，故障录波装置就好像是电力系统故障时的“黑匣子”，是电力系统十分重要的安全自动装置。
《电力系统继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285-1993)规定：在主要发电厂、220kv及以上变电站和220kv 重要变电站，应装设故障录波装置。
其记录的电网参数除对一般参数如电压、电流、开关量的记录外，还对有关元件的有功、无功、非周期分量的初值电流及其衰减时间常数、系统频率变化及各种参数变化的准确时间进行记录。
分析电网故障主要是指分析系统动态过程参数量的变化规律。
故障录波装置必须设置故障录波的专用传输接口，以便远传调度作进一步数据分析处理。
一、故障录波装置的作用作用如下：（1）正确分析事故原因，为及时处理事故提供重要依据。
根据所录故障过程波形图和有关数据，可以准确反映故障类型、相别、故障电流和电压等数据、断路器调和闸时间和重合闸动作情况等，从而可以分析和确定事故原因，研究有效的对策，为及时处理事故提供可靠的依据。
（2）根据录取的波形图和数据，可以准确评价继电保护和自动装置工作的正确性，这也是十分难得的实验数据，特别是在发生转换性故障时更是如此。
（3）根据录取的波形图和数据，结合短路电流计算结果，可以较准确地判断故障地点范围，便于寻找故障点，加速处理事故进程，减轻寻线人员劳动强度。
最新微机型故障录波装置判断故障准确度误差在2%以内。
（4）分析研究震荡规律，从录波图可以清楚反映振荡发生、失步、同步震荡、异步震荡和再同步全过程以及振荡周期、振荡频率、振荡电流和振荡电压特性等，为研究防止振荡对策、改进继电保护和自动装置提供依据。
浅谈典型故障录波器的原理及维护
浅谈典型故障录波器的原理及维护作者：万杭平来源：《科技创新导报》 2014年第28期万杭平(国网浙江省电力公司检修分公司浙江杭州 310000)摘要：故障录波器能记录故障前后过程各种电气量的变化，通过分析事故过程、保护动作、故障范围和故障测距，及时正确地处理事故，提高电力系统安全运行水平。
关键词：动态记录硬件组网异常处理中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)10(a)-0082-01在经济快速发展的今天，用电负荷不断增长，电网规模不断增强，电力系统的各种故障通常都会造成比较严重的影响。
故障录波器能在系统发生故障、异常扰动时，自动准确地记录故障前后的各种电气量变化及继电保护动作情况，通过分析、比较，判断保护动作、明确故障范围和故障测距，为处理事故提供科学依据，确保及时处理事故，迅速恢复供电，大大降低了因故障停电造成的综合经济损失。
当下，故障录波器已被广泛应用在各个电压等级的变电站中。
1 电力系统故障动态记录1.1 动态记录类别电力系统故障动态记录的主要任务是，记录大扰动如短路故障、系统振荡、频率崩溃等发生后的有关系统电参量的变化过程及继电保护与安全自动装置的动作行为。
[1](1)高速故障记录：记录因短路故障或系统操作引起、由线路分布参数作用在线路上出现的电流及电压暂态过程，主要用于检测新型高速继电保护及安全自动装置的动作行为，也可用以记录系统操作过电压和可能的铁磁谐振现象。
(2)故障动态过程记录：记录因大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如有功、无功以及频率的全过程变化现象。
主要用于检测继电保护与安全自动装置的动作行为，了解系统暂(动)态过程中系统各电参量的变化规律等。
(3)长过程动态记录：记录主要线路的有功潮流、母线电压及频率、变压器电压分接头位置以及自动装置的动作行为等。
1.2 500kV变电站故障录波记录内容220kV线路、母线联络断路器的相电流和零序电流；220kV母线电压互感器的3个相对地电压和零序电压。
ch5-变电站微机故障录波
该模块负责对采集的数据进行预处理 和计算。预处理包括滤波、去噪等操 作，以消除数据中的干扰和异常值。 计算则是对处理后的数据进行各种分 析，如幅值计算、频率分析等。
该模块是实现录波器与外界数据交换 的关键部分。通过该模块，录波器可 以将采集的数据上传到上位机或远程 服务器，同时接收来自上位机或远程 服务器的控制指令。通信协议一般采 用标准协议，如Modbus、TCP/IP等 ，以确保数据传输的可靠性和稳定性 。
数据索引
建立数据索引，提高数据查询效率。
数据查询接口
提供友好的数据查询接口，支持多种查询条件和方式，方便用户进 行数据分析和故障诊断。
05
变电站微机故障录波的实际应用
应用场景和案例
1 2
输变电设备故障诊断
通过微机故障录波装置采集的波形数据，对输变 电设备进行故障诊断，判断故障类型和位置。
继电保护整定值校验
数据备份与存储
02
对录波数据进行定期备份和存储，确保数据安全可靠，方便后
续分析和处理。
设备更新与升级
03
根据技术发展和实际需要，对微机故障录波装置进行更新和升
级，提高设备的性能和稳定性。
06
结论
总结与展望
总结
本文对变电站微机故障录波系统进行了深入研究，分析了其工作原理、应用场景和性能指标。通过实 验验证了系统的有效性和可靠性，为电力系统的故障诊断和预防提供了有力支持。
工作原理
数据采集
通过安装在变电站内的传感器，实时 采集一次设备的电气量数据。
数据处理
将采集到的原始数据进行处理，包括 滤波、放大、模数转换等操作，得到 可用于分析的数字信号。
数据分析
对数字信号进行快速傅里叶变换 （FFT）等算法处理，提取故障特征 信息。
故障录波装置设计
故障录波装置设计摘要在研究电网运行的过程中，故障录波信息数据是一项重要的关键数据，其对于向外进行发布和对于数据的共享都起到十分重要的作用。
所以，建立起一个电网故障录波分析的系统，可以在电网出现故障问题时及时有效的分析出来并解决故障，对电网的安全正常运行具有重大意义。
本文针对故障录波装置在满足智能变电站需求的基础上，结合现有技术条件，分析了故障录波装置的基本构成及各功能介绍和关键技术。
【关键词】故障录波关键技术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。
性能优良的故障录波器装置对于保证电力系统安全运行及提高电能质量有重要的作用。
故障录波信息数据是对事故进行分析和研究对电网的运行情况进行研究的主要依据和关键性的研究基础。
在经济和科技高速发展的现代化社会中，要建立起科学的先进的电网故障录波分析系统，能够快速的进行分析处理，保证电网的正常安全运行工作，提高工作效率。
1 装置基本构成和功能分析1.1 故障录波装置的构成故障录波装置由管理单元、记录单元、采集单元三部分。
该设备接入一个网络：接入过程层网络，接收合并单元提供的采样值数据，接收智能终端的断路器状态和保护装置发出的各类跳闸和告警信号。
管理单元对应于故障录波器的报文分析模块，实现系统的人机接口，管理多台记录单元，管理单元既可以使用Windows操作系统，又可以使用Linux操作系统，基于安全的考虑，越来越多的变电站选择Linux操作系统来实现。
主要包括：（1）系统的组态及参数配置模块。
（2）系统状态监视模块，实时监视SV控制块、GOOSE控制块、PTP报文及其他网络报文等的总流量、断链、异常等统计信息，当满足设定条件的异常情况时，给出相应的告警条目。
（3）暂态数据检索及分析模块。
（4）网络报文在线检测模块。
（5）网络报文检索及分析模块。
记录单元对应于故障录波装置的报文记录模块，记录单元实现在线解析、文件管理、MMS 通信服务，时钟同步功能，是整套系统的核心单元。
IPX通信协议在微机故障录波装置中的实现
局域网体系结构中将OSI模型中数据链路层分为了两个子层。这是由于一方面局域网中传输介质是共享的，网络中存在介质的竞用与管理的问题；另外，局域网具有多种拓朴结构，网络中使用了多种介质存取技术。针对这一特点，局域网设置了介质存取控制层（MAC），一方面管理介质的竞用，一方面将介质存取技术细节屏蔽起来，使之不对上层造成影响。原数据链路层的主要任务就交给逻辑链路控制层（LLC）负责，另外，LLC还执行网络层的一些功能，如寻址、排序、流量控制、差错控制等。
ImmediateAddress是发送节点或接收节点的物理地址，应用程序在发送数据之前应该将该域初始化；
FragmentCount表示下一个成员fragmentDe－scriptor的个数，必须大于0，这里我们赋为2；
FragmentDescriptor这两个fragmentDescriptor成员分别指向IPX的包头和数据，IPX服务正是通过这个入口得到相应的需要发送的IPX包并进行处理。
IPX通信协议在微机故障录波装置中的实现
刘杨，熊蕙，刘沛
（华中科技大学电子与电气工程学院）
摘要：数据通讯在电力系统微机故障录波装置中地位举足轻重。与传统的串行通信相比，局域网通讯技术更为方便、快捷。文中提出了基于IPX协议的录波器局域网实现方案。实践证明，在录波器中采取IPX通信，实时性高，可靠性强，有很 硬件配置
上位机：PⅡ450工控机，内置NE2000网络适配器；
下位机：MMX233工控机，内置NE2000网络适配器；
传输介质：10M直轴电缆线。
故障录波器与故障波形分析精编版
5、录波数据采样及记录方式 5.1模拟量采样方式
模拟量采样及记录方式按下图执行：
五、故障录波器之主要参数
系统大扰动开始时刻
S
A B C D
t=00.0000 模拟量采样时段顺序
t （s ）
Ａ时段：系统大扰动开始前的状态数据，记录时间为40ms～100ms可调。采样频率 10kHz、5kHz、2kHz、1kHz可设。 Ｂ时段：系统大扰动后初期的状态数据，记录时间200ms～2000ms可调。采样频率同 A段。 Ｃ时段：系统大扰动后中期的状态数据，记录时间1.0s～10s可调。数据输出速率1kHz、 0.5kHz、0.25kHz可设。 Ｄ时段：系统动态过程数据，不定长录波，录波时间最长为30min，数据输出速率 50Hz，10Hz，1Hz可设，输出为有效值。
三、故障录波器的原理 四、故障录波器之装置特点 五、故障录波器的主要参数 六、故障录波器的技术分析
七、故障录波器在应用中存在的问题及措施
八、典型故障波形的分析
一、故障录波器之概念
故障录波器是电力系统发生故障及振荡时能自动 记录的一种装置, 它可以记录因短路故障、系统振 荡、频率崩溃、电压崩溃等大扰动引起的系统电 流、电压及其导出量, 如有功、无功以及系统频率 的全过程变化现象。
故障录波器在应用中存在的问题
故障录波器在实际应用过程中经常出现保护管理机调不 到故障波形的故障，严重影响了故障波形的分析，在系统 发生故障时将影响对故障性质的判断，根据现场处理的情 况有以下几种原因导致该故障的发生： • （1） 保护管理机与故障录波器之间通信中断
• （2） 保护管理机死机导致死数据 • （3） 故障录波器存储单元损坏 • （4） 故障录波器软件版本低导致数据溢出
第九章微机故障录波器
第九章微机故障录波器返回目录电力系统继电保护新技术与故障检验调试电网与线路继电保护新技术第九章微机故障录波器第一节微机型故障录波装置故障录波概述电力系统故障录波装置主要在500kV、220kV变电所及一些枢纽变电所中用作记录和分析电网故障的设备。
其记录的电网参数除对一般参数：电流、电压、开关量的记录外，还对有关元件的有功、无功、非周期分量的初值电流及其衰减时间常数、系统频率变化及各种参数变化的准确时间进行记录。
分析电网故障主要是指分析系统动态过程各参数量的的变化规律。
故障录波装置必须设置故障录波专用的传输接口，以便远传调度作进一步数据分析处理。
变电所故障录波可以根据需要采用两种方式实现，一是配置专用微机故障录波装置并能与就地监控系统通信，传输给远方调度。
另一种则由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波形及测距结果送监控系统，由监控系统存储及打印波形。
目前国内外的微机保护装置都有录波功能，一般一次事故能记录8个周波，故障前三周，故障后五周。
它的主要功能在于分析故障状态下该保护装置动作的正确与否，但并不满足电力系统故障动态过程记录装置的要求。
作为专用的微机故障录波装置主要功能是系统故障动态过程记录，要求记录系统因短路故障，系统振荡或频率、电压崩溃等大扰动引起的线路电流、电压、有功、无功及系统频率等参数的全过程变化。
其作用除了用于检测继电器及安全自动装置的动作行为外，还用于分析系统动态过程中各电参量的变化规律、校核电力系统计算程序及模型参数的正确性。
专用的故障录波装置要求记录的时间长，最长可达600s。
由于传输量大，为保证主要通信网络的可靠传输，有的还设置故障录波专用传输网络。
本节所讨论的微机型故障录波装置是指专用故障录波器。
微机型故障录波装置的硬件原理微机故障录波装置基本配置可以由三部分组成，如图9.1.1所示。
〖请看图片H315，+135mm。
130mm，BP#〗图9.1.1 故障录波装置系统图(1)辅助变换器。
故障录波讲解
1995年电力部颁布了DL/T553~1994220～500kV电力系 统故障动态记录技术准则
1999年颁布了DL/T663~1999220~500KV电力系统故障 动态记录装置检验测试要求
2004年颁布了DL/T-873-2004微机发电机变压器组动态 记录装置技术条件 这些标准明确规定了电力系统故障动态记录装置应达到的 记录要求,这对国内生产的故障录波装置提出了越来越高的要 求,
②装置的定值整定是否准确,这决定于线路参数的测量、 定值的计算和定值的整定；
③线路进行改造后是否再次进行了核相,线路参数测量,计 算定值并进行整定,
④线路跳闸后是否进行事故分析,并对装置的定值进行校 核和调整,这一点是今后装置能否准确定位的关键,
解决之道－2
➢ 细致的分析是故障定点的关键：
线路发生故障后,尽管到达故障点的时间越短,故障检出的 成功率越高,但是,接到调度电命力令线后路决发不生能短盲路目是地出立现即最巡多线的,而应 一边及时召集必要的事故巡一视种人故员障做形巡式线,中的性有点关直准接备接,一地边的利 用较短的时间,收集索要事电故网数中据,并以进单行相全接面地细短致路的故障分最析,
220～500kV电力系统故障动态记录技术准则
电力故障录波器的发展
国内对故障录波器的研制和开发已经有多年的历史,其中有： 机电式录波器 光电式录波器 采用固态数据存储器的录波器
90年代,我国继电保护进入了微机时代,此时产生了第一代 微机故障录波器WGL-11华北电力学院,此后不久又产生了 WGL-12,并催生了第一个电力录波装置的技术规范： DL/T553~1994220～500kV电力系统故障动态记录技术准则,
同时,由于系统中存在多个微机自动装置,装置在事故时的 动作次序是判别自动装置动作正确性的关键,要进行动作次序 的判别,对自动装置出口状态的判别、出口时间的记录又必须 足够详细,
浅析故障录波器波图分析方法
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“ 济要 发展 、 经 电力需先行 ” 电力 成为经济发展 的根本保证 ， ， 及时 分析处理 电力故障 ， 减少停 电时间 ， 就显得尤为重要 ， 机故障录波器 微 就成为变电站一种分 析电网故障不可缺少 的工具 ， 为运行人员分析 、 处 理 电力系统故障提供 了科学依据 。运行人员对故 障录波器有充分的认 识 了解 ， 才能及时解决处理 电力系统故障。 １分析录波图的基本方法 ． 在我们的 １ ３常生产 中经 常需要通过 录波图来分析 电力系统到底发 生 了什么样的故障？ 保护装置的动作 行为是否正确？ 二次回路接线是否 正确？Ｃ 、Ｔ极性是 否正确等等问题。 ＴＰ 接下来我就先讲一下分析录波图的基本方法 ： １当我们 拿到一 张录波图后 ， ） 首先要通过前 面所学 的知识 大致判 断 系统发生了什么故障， 故障持续了多长时间。 ２以某一 相电压或 电流的过零点 为相位基准 ， ） 查看故障前 电流电 压相位关系是否正确 ， 是否为正相 序７ 负荷角 为多少度？ ３以故 障相电压或 电流的过零点 为相位基 准 ， ） 确定故障 态各相电 流 电压的相位关系。（ 注意选取相位基 准时应躲开故障初始及故 障结束 部分 ， 因为这两个区间一是非周期分量较大 ， 二是 电压 电流夹角 由负荷 角转换为线路阻抗 角跳跃较大 ， 容易造成错误分析 ） ４绘 制 向 量 图 ， 分 析 。 ） 进行 １１ 相 接 地 短路 故 障录 波 图 分 析 ， 图 １ ．单 见
故障录波
开关 量 隔离 模块
C P U
辅助 信号 板
存 储 器
模 拟 量 变 换 模 块
基于专业继电保护产品设计理念的录波主 CPU独立记录与存储 DRL600装置的录波记录与存储直接由录波主 CPU独立完成，完全不倚赖于网络及后台工 控机，彻底解决了采用“前置处理+后台记录” 的“前后台模式的记录方式”中因网络或后 台工控机故障导致的录波失败；录波主CPU 采用大容量存储器，可保存不少于300次的故 障录波数据文件，存满后采用循环刷新、先 进先出原则。
山口电厂故障录波
概述 作为“电力系统黑匣子”的故障录波器，起到了 记录保护与安全自动装置的动作顺序，再现系统 故障和异常运行时各参量的变化过程，评价继电 保护动作行为，分析故障和异常运行的作用， 它全面完成故障和异常工况时的模拟量数据记录， 保护与安全自动装置的动作顺序记录，再现故障 和异常运行时各参量的变化过程，并辅助完成故 障录波数据的综合分析，作为评价继电保护动作 行为、分析故障和异常运行的重要依据
绝缘性能:
绝缘电阻 装置带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各 电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试 验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于10MΩ。 介质强度 正常试验大气条件下，装置能承受频率50HZ，电压2000V历时1 分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程 中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。 冲击电压 在正常试验大气条件下，装置的电压输入回路、交流输入回路、 输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50μs的标准雷 电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5KV。 耐湿热性能 装置能承受GB/T2423.9-1989规定的湿热试验。最高试验温度＋ 40℃、最大湿度95%，试验时间为48小时，每一周期历时24小 时的交变湿热试验，在试验结束前2小时内根据3.16.1的要求， 测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不 联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5 MΩ，介质耐压强度不 低于3.16.2规定的介质强度试验电压幅值的75%。
微机故障录波器的运行维护总结
微机故障录波器的运行维护总结摘要：本文简要阐述了故障录波器在电力系统中的作用，对微机故障录波器的运行维护进行了总结，简要说明了录波图的分析应用方法。
关键词：微机故障录波器、运行维护、录波图分析一、故障录波器的作用及微机故障录波器的特点故障录波器装置是常年投入运行监视着电力系统运行状况的一种自动记录装置，当系统故障时装置启动，直接记录下反映到装置安装处的系统故障电气量（电流、电压）及数字量（开关变位、保护动作等）变位情况，是分析系统事故的可靠依据，其作用如下：1、正确分析事故的原因并研究防止对策。
通过录波图所反映的故障类型、相别，故障电流、电压的数值以及断路器跳合闸时间和重合是否成功等情况，就可以正确地分析和确定事故的原因，研究有效的防止对策，从而减少以至避免再发生类似事故。
2、正确评价继电保护和自动装置的工作。
利用录波资料可以正确评价和验算继电保护装置工作的正确性，特别是当发生转换性故障时，更需要录波资料来正确评价继电保护和重合闸装置的工作。
3、帮助寻找故障点。
利用录波器的测距功能，可以较准确的判断故障范围，这样就缩短了巡线范围，有利于迅速找到故障点。
4、发现继电保护和自动装置缺陷，便于改进和完善装置。
5、发现一次设备缺陷，及时消除隐患。
微机故障录波器出现以前，国内广泛使用的是光线型故障录波器，同光线型故障录波器相比，微机故障录波器具有录波可靠性高、录波容量大、录波时间长、记录次数多、操作简便、维护方便、获取波形快速方便、录波图清晰准确等优点，同时具有故障测距及电气量数值测量等功能，为故障分析带来诸多方便。
二、微机故障录波器常见异常运行及其原因自1993年3月10日我站第一台微机录波器投运以来，微机录波器在我站已有八年的运行历史，目前，我站共安装录波器5台，其中SZD-3型2台，YS-88型2台，GTW型1台。
通过对我站微机录波器的异常运行进行分析总结，其常见的异常运行主要有以下几类，现简述如下：1、微机故障录波器死机1）电源故障；2）录波器内直流绝缘下降；如显示"00:00:0F", 表示前置机出错。
故障录波综合管理分析系统的设计与开发的开题报告
故障录波综合管理分析系统的设计与开发的开题报告一、项目背景现代电网系统的自动化、数字化和智能化程度不断提高，使得故障录波越来越重要。
故障录波是指在电网系统中出现故障时，经过保护系统测量和记录故障现象并产生波形图的过程。
故障录波数据除了可以用于后续的故障分析和故障检修外，还可以为电网运行和维护提供重要数据支持。
因此，故障录波数据对电网系统的安全稳定和高效运行至关重要。
故障录波数据的采集和管理涉及到较多的技术和领域，包括电力系统保护、数据通信、数据库管理、数据分析等。
同时，故障录波数据的日积月累也给数据管理带来了巨大的挑战，如何高效、准确地管理和分析故障录波数据成为当今电网系统中急需解决的技术问题。
二、项目意义针对现有的故障录波数据管理系统存在的问题，本项目旨在设计开发一款故障录波综合管理分析系统，具有以下重要意义：1.实现电网系统对故障录波数据的高效采集和管理，保证数据的安全性和完整性。
2.实现对故障录波数据的快速检索和分析，提高故障检修和分析效率。
3.开发一系列数据分析和挖掘工具，深入研究故障录波数据，探索电网系统运行规律，提高电网系统运行效率和可靠性。
三、项目计划本项目计划分为以下阶段：1.系统需求分析：根据用户需求和功能要求，分析系统的各项任务和功能目标，制定系统实现方案。
2.系统设计：根据需求分析，设计系统功能模块，构建系统框架，确定系统技术方案。
3.系统开发：实现系统功能模块，搭建系统后台库，开发前端界面，并进行功能测试。
4.系统优化：针对系统出现的问题和用户反馈，进行优化和改进，提高系统的稳定性和性能。
5.系统上线和维护：完成系统测试和优化后，进行系统上线和用户培训，同时进行系统维护和更新。
四、项目组织结构本项目由以下人员组成：1.项目经理：负责项目的整体规划、组织协调和项目进度的控制。
2.技术架构师：负责系统需求分析、设计功能模块、技术选型和架构设计。
3.开发工程师：负责系统模块的开发和测试。
微机故障录波装置
2．录波数据记录方式
图1模拟量的采样时段顺序为了清晰地反应故障发生、发展、切除以及重合闸的全过程，要求所记录的模拟 量的波形应从故障发生前的某个时刻开始，并在故障切除及重合闸动作后才能停止录波。在电力系统出现长期的 电压、频率越限或振荡时，也应能记录下全过程。因此，模拟量的采样方式随着故障发生发展的不同阶段而不同。 模拟量的采样时段顺序如装置对保证电力系统安全运行有十分重要的作用。当电中发生故障时，利用装设的故障录波装置， 可以记录下该故障全过程中线路上的三相电流、零序电流的波形和有效值，母线上三相电压、零序电压的波形和 有效值，并形成故障分析报告，给出此种故障的故障类型，可以查看电流和电压的幅值与相位、本侧保护的动作 时间以及线路两侧高频保护收发信机发信和停信的时间、断路器分合时间等。当线路两侧装有自动重合闸时，还 可以看出线路两侧自动重合闸动作的全过程。
组成
组成
微机故障录波装置主要包括前置机和主机两大部分。一台微机故障录波装置由一台主机和多台互为独立的前 置机组成分布式结构。这种结构有两大优点：一是避免局部故障而引起整套录波装置退出工作，便于维护和管理； 二是对任一台前置机进行校验和维修，不会影响整套录波装置的运行。
一台前置机由中央处理器和一些外围电路组成，前置机的主要功能是交流数据采集它对所接人的电流、电压、 开关量进行数据采样，并同预先设置的定值进行比较，一旦发现越限、有增量或开关变位，立即发信给主机，启 动录波装置录波。
主机主要由三大部分构成：工控机、半导体电子盘和接口系统。工控机存贮空间大可以记录多次故障。由于 利用了工控机，人机对话界面可配以彩色显示器、标准键盘及汉字打印机，以方便地实现整定(运行人员修改时钟 和根据运行需要修改定值以及屏蔽录波装置的启动量)、维护、分析和打印。分析软件全部用菜单制作，汉字提示， 从而使分析打印事故波形及报告十分方便、直观。计算机的串行口可实现数据的远传，它将故障录波装置的数据 远传给所辖调度部门，供分析事故之用。
故障录波录波图分析word版
故障录波录波图分析各类故障情形下的波行特点：单相接地故障，故障相电流和零序电流大小相等且同相位，故障相电压有必然程度减小，同时有零序电压显现。
两相之间故障，两个故障相的电流大小相等，方向相反，没有零序电流。
两相接地故障，两个故障相的电流突变增大，但两个电流之间的相位有角度差，转变范围随过渡电阻的不同在60°－180°之间转变，但有零序电流显现。
三相接地故障或不接地故障，三相电流同步增大，没有零序电流和零序电压。
故障进程中的波形特点：➢故障相电流有明显突变增大，电压有必然程度减小，同时有零序电压和零序电流显现➢在故障切除后，电流通道变成一根直线。
若是是线路PT，在线路两头故障均切除后故障相电压变成0，零序电流变得很小或为0，但有专门大的零序电压。
重合成功。
三相电流恢复正常负荷电流，三相电压恢复对称。
依照故障录波图能够取得的信息1、发生故障的电气元件和故障类型2、爱惜动作时刻和故障切除时刻3、故障电流和故障电压4、重合时刻和是不是重合成功5、详细的爱惜动作情形6、完成附属功能（测距、阻抗轨迹、相量和谐波分析等）7、直流是不是正常，是不是接地、短路8、高频是不是发信在咱们的日常生产中常常需要通过录波图来分析电力系统到底发生了什么样的故障？爱惜装置的动作行为是不是正确？二次回路接线是不是正确？CT、PT 极性是不是正确等等问题。
接下来我就先讲一下分析录波图的大体方式：一、当咱们拿到一张录波图后，第一要通过前面所学的知识大致判定系统发生了什么故障，故障持续了多长时刻。
二、以某一相电压或电流的过零点为相位基准，查看故障前电流电压相位关系是不是正确，是不是为正相序？负荷角为多少度？3、以故障相电压或电流的过零点为相位基准，确信故障态各相电流电压的相位关系。
（注意选取相位基准时应躲开故障初始及故障终止部份，因为这两个区间一是非周期分量较大，二是电压电流夹角由负荷角转换为线路阻抗角跳跃较大，容易造成错误分析）4、绘制向量图，进行分析。
电力系统故障录波器算法研讨
电力系统故障录波器算法研讨背景介绍录波器是电力系统中常用的设备，主要作用是对电力系统中的故障进行记录和分析。
在录波器中，录波算法是对电压和电流波形进行采样和处理的核心部分。
不同的录波算法可以适用于不同的故障类型，并能够提供不同精度的数据和测量结果。
因此，在电力系统中应用高效、准确的录波算法具有重要的意义。
挑战与意义在实际的电力系统中，往往存在各种各样的干扰和噪声，这些干扰和噪声可能会对录波器的准确性造成影响。
因此，如何有效地处理干扰和噪声，提高录波器的准确性是一个重要的挑战。
此外，不同故障类型之间存在较大差异，因此录波算法需要针对不同的故障类型进行设计和优化，以提高故障的检测能力和精度。
目前研究现状近年来，国内外学者们对电力系统录波算法进行了广泛的研究。
其中，基于小波变换的录波算法具有较好的效果。
国内外的一些研究者们提出了基于小波变换的多种录波算法，并在实际的电力系统中得到了很好的应用。
基于小波变换的录波算法基于小波变换的录波算法主要依靠小波基函数将信号分解为多个频带。
通过对不同频带的分析和处理，可以获得信号的多个特征参数，并据此进行故障检测和诊断。
在这类算法中，选取合适的小波基函数至关重要。
一些研究表明，对于不同的故障类型，不同的小波基函数具有不同的检测和诊断精度。
因此，要选择合适的小波基函数来提高算法的准确性。
此外，一些研究还使用了多小波分解技术、小波包分解技术等新的小波算法，对录波器进行升级和优化。
基于人工智能的录波算法近年来，随着人工智能的发展与应用，基于神经网络、深度学习等人工智能技术的录波算法也得到了广泛的研究。
这类算法能够通过对大量数据进行训练，并学习到数据中的规律和特征，从而对故障进行快速、准确的识别和检测。
与基于小波变换的算法相比，基于人工智能的算法具有更高的准确性和鲁棒性，并且可以自适应地对各种干扰和噪声进行处理。
未来展望电力系统录波器算法作为电力系统中重要的设备和技术之一，将在未来的电力系统中发挥越来越重要的作用。
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第27卷 第12期 电 网 技 术 Vol. 27 No. 12 2003年12月Power System Technology Dec. 2003 文章编号：1000-3673（2003）12-0089-03 中图分类号：TN915.02 文献标识码：A浅析微机故障录波器通信网络的设计王黎，孙云莲（武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市 430072）DESIGN OF COMMUNICATION NETWORK FOR MICROPROCESSORBASED FAULT RECORDERWANG Li, SUN Yun-lian（Electrical Engineering School, Wuhan University, Wuhan 430072, Hubei Province, China）ABSTRACT: Based on the analysis of the features of fault information transmission in fault recorder, the communication forms and protocols which should applied to respective parts of the communication network for f ault recorder are put forward and a solution for the interconnection of fault recorder with the MIS of power system where the dual ethternet adapters are used is given.KEY WORDS: Fault recorder；MIS of power system；Dual ethernet adapters；Power system摘要：分析了故障录波器中故障信息传输的特点，提出了故障录波器通信网络各部分的通信形式和采用的通信协议，以及故障录波器与电力管理信息系统（MIS）互联采用双网卡设计的解决方案。
关键词：故障录波器；电力管理信息系统；双网卡；电力系统1 引言故障录波器是电力监测系统的一种重要设备，已广泛应用于我国各发电厂、变电站，其主要功能是记录电力系统中发生故障（短路）前后的电压、电流波形，以便事后对故障原因进行技术分析，确定故障发生的时刻。
进入20世纪90年代以来，随着个人计算机（PC）技术的飞速发展，其在工业控制领域的应用也日益广泛，工业PC机正以其具有可靠的性能、开放的结构、品种繁多的软件平台、优良的性能价格比而受到工业界的重视。
同时随着计算机网络技术的发展，使得电力系统中变电站、发电厂之间的信息联网成为可能。
通过联网，工作人员在中心调度所就可以快捷、方便地分析各变电站故障录波器所记录的信息。
然而要实现信息共享，录波器就必须具有强大的通信能力。
本文主要在分析故障录波器通信特点的基础上给出了通信网络所使用的通信形式和通信协议，并最后给出了实现录波器与电力管理信息系统互联所采用的形式。
2 故障录波器通信网络的特点和面临的问题电力系统调度自动化构成的计算机网络是记录电网运行的稳态过程，而故障录波器记录的是电网故障时的暂态过程。
这就决定了在电网发生故障时，故障录波器必须在几秒钟内采集到大量的数据，例如，以12 bit录波精度计算，记录一典型的单相接地重合闸过程，录波器须在4.2s内采集60kB以上的数据[1]。
因此要想将各变电站或发电厂的故障数据远传至调度中心，计算机网络必须是一种远程的、高可靠性的、数据吞吐量大的系统。
录波器联网的一个重要特点是“间断性”。
只有当电网发生故障时录波器才启动，录波器网络才有大量数据要传输，其余时间均处在闲置状态。
然而一旦进入数据传输状态，通信网络就可能被占用几分钟甚至十几分钟的时间。
这与电力监控系统是不同的[2]。
随着电力系统自动化技术的发展，调度自动化系统发展的方向之一是实现与电力管理信息系统（MIS）的“无缝连接”。
故障录波器作为电网暂态过程的监测系统也必须具有向有关部门发布信息的能力。
因此如何与MIS连接是故障录波器网络面临的又一问题。
3 微机故障录波器通信网络的设计目前，我国电厂、变电站所使用的故障录波器，其通信部分主要包括上下位机之间、上位机与远方90 Power System Technology Vol. 27 No. 12调度中心之间的故障数据和控制命令的传输。
在不同的设备之间，数据的传输距离以及传输量各不相同，因此应根据具体的传输情况采用不同的通信方式，以提高设备的利用率，节约设备投资，降低通信费用。
另外，在现在使用的故障录波器中，下位机通常采用工控机（IPC），主要用来对被监控电流、电压进行不间断的采样，以及在有故障时记录故障信息。
由于系统在通常情况下被占用，加上工控机运行速度较慢，所以上位机承担了故障录波器通信的大部分工作。
下面介绍录波器通信网络中所采用的通信形式和通信协议，主要包括上、下位机以及与远方调度中心之间的通信。
在上下位机之间，由于传输距离较近，且传输的数据量较大，通常采用10/100M网卡及网线直接连接，以保证传输的快速性。
其通信协议采用Netware 的数据包通信协议IPX。
但IPX协议不是面向连接的协议，因此使得数据传输的可靠性无法得到保证。
在一般情况下，IPX协议的可靠性只能达到95%[3]。
当下位机采集到故障信息时立即将其封装为IPX协议帧，并将其立即发送给上位机进行处理，上位机在启动时即建立后台接收进程，等待下位机发送数据。
为了进一步提高传输的可靠性，则须采用丢包重发机制。
通常情况下，下位机记录的故障信息量较大，而IPX通信协议数据包的大小又被限定在576B之内，所以故障文件先被分拆成一系列数据包然后再进行发送。
在上位机可设定数据包检测机制，一旦发现错误数据包即可要求下位机重新发送，这样就可以提高向上位机传输数据的可靠性。
另外，由于上位机与远方调度中心之间的距离较远，通常可利用电力系统内部微波电话网络采用调制解调器（MODEM）点对点（Point to Point，PPP）协议进行通信。
当上位机接收到故障信息并对其进行分析处理后，则将分析结果打包封装为PPP协议帧，并在上位机负担较轻时主动建立与远方调度中心的连接并将故障分析结果发送给远方调度中心以供使用。
MODEM通信为面向连接的通信，故可保证数据传输的可靠性。
但是现在使用的MODEM，由于传输线路的原因使得其数据传输率被控制在55.6kb/s以内，因此这就成了数据传输的瓶颈。
为此，必须对上位机分析过的故障信息文件先进行压缩，然后才能远传至调度中心，以供专业人员和调度人员使用。
4 微机故障录波器与电力管理信息系统(MIS)的互联自20世纪80年代中期以来，随着计算机硬件、软件性能的不断发展和提高，电力管理信息系统（MIS）建设作为电力企业达标、创一流的指标，使得电力MIS的建设加速发展。
经过十几年的建设，我国电力行业各部门多建立了自己的MIS，但目前的应用大多还局限于代替人工进行数据处理，故障记录还停留在手工记录阶段，这给故障信息的最终记录和综合管理带来极大不便。
另外，故障录波器作为电网暂态过程的监测系统，应该将故障信息传送到有关部门。
因此故障录波器与电力管理信息系统（MIS）的互联就成为迫切需要解决的问题。
由于我国各电厂都有自己的内部局域网，因此可以将故障录波器上位机接入电厂的内部局域网从而实现与电力MIS的互联。
互联时可使用常见的局域网网络结构，如IEEE 802.3 以太网、IEEE 802.4令牌总线网以及IEEE 802.5令牌环网。
为了提高传输效率，合理分配上位机的系统资源，可以进行双网卡设计，即在上位机内增加一块专门负责与MIS通信的网卡，其类型应与当地网络所采用的网络结构相适应。
这样既可以保证上、下位机之间的通信，又可以减轻下位机的负担。
其通信协议可以采用目前网络上通用的TCP/IP协议，这样就可以保证传输的稳定性、可靠性和高效性。
目前电厂中所使用的MIS大部分为B/S模式体系结构，即浏览器/服务器模式，所有的MIS数据存储在服务器上，各用户通过网络使用通用的浏览器浏览数据，这样对于上位机处理分析过的数据只需要将其传送到整个MIS的服务器上就可以实现数据共享，为电厂内的各部门所使用。
当上位机将故障信息处理完后，其既可主动建立与MIS服务器的连接，将故障信息封装为IP数据包传送到服务器上，也可以将信息先保存在当地磁盘上已备将来的MIS用户通过网络查询。
对于上位机内的两块网卡，分别采用不同的通信协议，即IPX和TCP/IP协议分别承担不同的通信任务。
这样不仅不会产生冲突，而且编制上位机程序也不会有障碍。
目前，各故障录波器开发商采用的开发平台是不同的，数据结构也不相同，因此各厂家生产的故障录波器所记录的故障信息其结构也是不相同的。
为了便于电力MIS记录，可以在上位机上建立转换模块，将故障信息转换成COMTRADE格式。
由于第27卷 第12期 电 网 技 术 91COMTRADE 格式为通用的故障信息数据结构，所以经过转换后的故障信息就可以被不同的电力MIS 以及大多数的故障分析仪器所识别，使得故障信息具有较好的兼容性。
图1为通信网络的结构框图。
数据采集卡(A/D)开关量输出开关量输入故障录波器下位机故障录波器上位机远方调度中心电力MIS 电话线局域网（网卡）TCP/IP 协议IPX 协议网卡MODEM通信图1 通信网络结构框图Fig. 1 Communication network structure figure5 通信网络功能通信网络可实现的功能有：①自动接收电网故障录波数据；②远方查阅故障数据；③远方整定定值；④远方启动录波；⑤系统远方定时自检；⑥实时设备信息监测等。
6 微机故障录波器与电力MIS 通信模块软件流程图微机故障录波器与电力MIS 通信模块软件流程图如图2所示。
7 结论根据微机故障录波器故障数据的传输特点和数据量大小而采用不同的通信形式和通信协议，即上、下位机之间采用网线直连方式使用IPX 协议、录波器与远方调度中心利用电力系统内微波电话线路采用MODEM 使用PPP 协议进行通信、录波器接入MIS 内部局域网使用TCP/IP 协议将数启动电力MIS 呼叫？录波器有故障数据？是实时数据?故障信息实时信息判断为故障信息查询或实时信息查询接受故障数据COMTRADE格式转换上传故障信息给电力MIS成功？传送命令给下位机，令其上传实时信息。