浅谈典型故障录波器的原理及维护

万杭平

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。

1.2 500 kV变电站故障录波记录内容

220 kV线路、母线联络断路器的相电流和零序电流；220 kV母线电压互感器的3个相对地电压和零序电压。操作每台220 kV断路器的继电保护跳闸命令，纵联保护的通信通道信号，安全自动装置操作命令。500 kV每条线路的4个电流量和4个线路电压量和每台主变压器的4个电流量。操作每台500 kV断路器的继电保护跳闸命令，纵联保护通信通道信号及安全自动装置操作命令[2]。

2 IDM故障录波器的硬件及组网

2.1 硬件组成

IDM是一套多功能分布式数据采集系统，由DAU、LSU、PRT、PC、MODEM、HUB、GPS等构成[3]。DAU为数据采集单元，采集量包括模拟量、开关量等；LSU为本地存储单元，用来保存DFU/TSS/CSS记录、实现多套DAU情况下的MODEM共享和打印机共享。

2.2 IDM故障录波器系统常见组网方式

在实际的变电站中，所需要记录的设备电气量、开关量众多，由于单一DAU的通道数量有限（IDM16/32），故需要较多的DAU单元进行采集，同时存储的增加，LSU也需多台。最为常见的一种组合方式就是多台DAU配置一台LSU，共同组屏；同时以HUB为中心点的多个录波器系统拓扑接入变电站局域网，公用一台后台PC机进行波形的调取与分析。应用程序安装至后台PC机。

2.3 故障录波器系统数据存储及调用信息流

故障录波器正常运行时，数据采集单元DAU将触发采集的数据时刻存储到LSU中。遇到手动远程触发及调用录波信息的情况时就需要掌握信息在录波系统内部的走向。当在后台PC机进行远程触发IDM时，触发命令信息流向为：PC机→交换机Swtich→HUB1→DAU1…DAUn，数据取回信息流向为：LSU→HUB1→交换机Swtich→PC机。

3 IDM类故障录波器异常处理

3.1 故障类型及处理

（1）DAU设备故障：当DAU面板上1～6任一组合信号灯亮，将DAU面板后电源开关断开，请厂家处理；当DAU电源灯熄灭不亮时，查看设备后电源开关及电源进线；当PPS对时灯灭，检查屏后GPS对时接口连接线是否良好；DAU死机及以上故障均可关断本屏上的直流电源开关，然后重新合上直流开关，重新启动。仍不能恢复，走缺陷流程，请专业人士处理。

（2）LSU设备故障：看门狗报警或死机时，重启LSU设备。

（3）HUB设备故障：①电源故障：若交换机面板上的POWER指示灯是绿色的，就表示正常；若该指示灯灭，则说明交换机没有正常供电。此时，应检查设备屏后交换机电源小开关是否合上；检查交换机背板电源接线是否良好；若外部输入都正常，应怀疑是内部故障，请专业人士处理。②端口故障：若连接某一端口的指示灯link灭，则应检查相应的连接部分。若其外部连接都正常，交换机电源也正常，应怀疑为端口故障。③背板故障：如果交换机各个模块均不能正常工作，考虑为电路板故障。此时，应请专业人士更换交换机电路板。④无法调取数据及启动远程录波功能：当无法调取录波数据或启动远程录波功能时，首先要查看故障录波器设备配置屏是否有故障告警信息；如果有，则根据以上分析处理；若无，有可能为双绞线连接接触不良所导致。重新拔插双绞线与各交换机的接口，进行试验；若仍然不能调用数据或远程录波，应汇报调度，进行缺陷处理。

3.2 运行维护建议

鉴于IDM类故障录波器在运行过程中，经常会出现如：故障录波器与后台故障录波器远程管理程序无法建立连接、GPS对时不准、故障录波器频繁启动告警、故障录波器故障及故障录波器看门狗故障等异常情况，致使其在日常工作过程中存在一定的隐患，若不能及时进行排查处理，一旦系统出现异常或故障时，无法第一时间自动准确地记录故障波形，这会对故障处理的及时性和有效性造成极大的干扰。

针对上诉情况，对IDM类故障录波器的运行提出如下意见和建议：（1）加强对故障录波器的巡视，定期对故障录波器进行手动触发，手动触发应安排在当天负荷较大时段，检验其是否在正常的工作状态，检查录波图形是否正常，发现问题，立即汇报，联系处理。（2）运维人员应了解故障录波图形的现场调阅和拷贝方法，在保护管理机不能调阅故障录波器的波形时，采用现场调阅方式，对故障进行及时的分析和判断。（3）加强技术培训，充分利用故障录波器维护的机会，请厂家人员现场讲解。（4）制定应急预案，确保紧急情况下能顺利调取故障录波，提高故障处理的效率。

4 结语

随着自动化水平的不断提高，电力系统故障的类型也越来越多，继电保护动作情况的复杂性也在不断增加，故障录波器在电网事故的处理中发挥着越来越大的作用。对于运维人员，了解录波器内部组件结构、工作方式显得更为重要，学会录波器常见故障处理更为电网安全运行增添一道安全屏障。

参考文献

[1] 中华人民共和国电力行业标准.220-500kV电力系统故障动态记录技术准则.DL/T 553-94[S].

[2] 瓶窑运维站500kV瓶窑变二次设备运行规程.

[3] 江苏省电力公司，淮安供电公司.变电运行岗位技能培训教材[M].中国电力出版社，2005.endprint