水利工程论文-国内外故障录波器的现状分析和比较.doc

水利工程论文-国内外故障录波器的现状分析和比较摘要：故障录波器是分析系统故障的重要依据，对国外厂商生产的故障录波器和国内常见的故障录波器的配置、结构、功能进行了论述。在比较和分析了国内外产品的长处和不足的基础上，结合故障录波器数据采集，启动判据、故障测距、分析软件等关键技术，提出几点关于提高录波装置性能的建议。图幅。关键词：电力系统监测系统自记装置系统分析自动化仪表故障录波器引言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。主要用于检测继电保护与安全自动装置的动作行为，了解系统暂态过程中系统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。多年来，故障录波已成为分析系统故障的重要依据。电压等级的系统由于其运行涉及系统的稳定及系统电压和频率的崩溃等系统级的异常情况，必须安装专门的故障录波装置。年电力部颁布了电力系统故障动态记录技术准则，明确规定了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更高的要求。国外故障录波器发展现状国外的故障录波器一般采用分散式结构，标准化模块设计，可以分散安装在开关柜或保护小室内，通过以太网可以连到一台所级计算机或远传到调度中心。例如，西门子公司的故障及数字录波系统。是西门子公司推出的智能化录波器，其结构（如图）。录波器录波器选用位微型工控板，内插电源板、各种智能数据采集板构成完全的模块化设计。它每块采集模块有路模拟量通道和路开关量通道或路开关量通道，开关量输入以的频率采样，分辨率为，模拟量采样频率为，分辨率为位。每一路输入都装有放大器、抗混叠滤波器和一个?转换器，数字信号处理器以的时钟频率进行测量。数据采集模块通过高速的?的总线跟中央处理器连接，的是至少带内存的位处理器，它协调所有的数据采集板完成如下功能：故障启动判断；故障前、故障变化和故障后的过程记录；计算并记录电气测量值（电压、电流、有功、无功、功率因数）；计算并记录正负序分量、谐波量、直流分量和相位；记录频率变化过程，频率通道的精度为；对记录进行管理以方便分析程序对故障记录的使用。在硬件配置和软件设计方面都有自己与众不同的特点。概括起来，主要有以下几个方面：一个新的变送器原理允许电流的测量范围为有效值，这种互感器使得记录的同时可有的直流偏移分量；测量误差小于，的采样频率，具有次谐波的分析能力；使用技术使具有至少的硬盘容量。采用数据压缩技术，使大量数据减少为原来的，字节的硬盘具有大约字节的网能力，这就意味着远方数据的传输可以利用?的已存在网络，等同于使用/现代化网不仅提高了存贮能力，还利于存贮器进行分布数据归档和快速向电力控制中心传输数据；使用实现同步，为实现各点录波数据的综合分析提供了方便。直接以对时信号控制采样脉冲，将相误差降低为，对于电力频率为，相应的相角误差仅为度；每个设备都装设有一个以太网转换器板，通过它可以和、及模拟或数字电话网连接；采用智能化的顺序控制和抑制时间设定，可以根据不同的故障灵活的调整数据记录的时间；另外它还可以对不同的触发通道设置不同的记录方式，例如对某些会出现短时状态变化的开关量设定特殊的记录过程。这种设计有利于故障分析和存贮单元的充分利用。诊断系统西门子故障录波系统装有自动计算程序，当数据被记录后，程序自动启动并产生一个目录文件，包括所有需要的信息，并对每一条馈线都进行诊断。故障数据管理装置就实现这一功能，它装有故障分析软件包，能实现高精度测距、谐波分析、电能质量分析等功能。如果在调度端装有程序包，就可实现远方控制和管理。除了西门子公司的产品外，国外其它一些厂家也有类似的产品。国内发展现状国内对故障录波器的研制和开发已经有多年的历史，早期的录波器有机电式录波器、光纤式录波器和采用固态数据存储器的录波器，现在普遍使用是靠微处理器实现的录波器。下面介绍目前电力系统内较熟悉的故障录波器。例如，型微机故障录波测距装置。该机是南京银山电子有限公司研制成功的新产品，原理框图（见图）。装置采用以单片机为前置机，工控机为后台机的模块化结构，后台机与各前置机相对独立，每个模拟量前置机可管理路模拟量，每个开关量前置机可管理路开关量，前置机的数量可根据用户的不同要求而配置，最多可配置个模拟量前置机和个开关量前置机。具有如下特点：模拟量前置机是一个独立的数据采集单元，主要包括、数据存贮器、隔离放大器、/转换器，多路转换开关。它主要负责将输入的电流、电压、高频等电量经过整理变换成数字信号并存入数据存贮器；开关量前置机将开关接点信号经过光耦隔离变换成数字信号，存入数据存贮器，然后再传给后台机；后台机是整个录波器的核心，它负责录波器的人机对话、数据的处理和存贮、和各前置机交换数据、与上级部门通信等，后台机是位/工控机；高频信号的采样频率是，模拟信号的采样信号为，分辨率为位谐波分辨率次，开关事件分辨率；电流、电压波形采样频率优于，故障测距精度优于；