水利工程論文-國(guó)內(nèi)外故障錄波器的現(xiàn)狀分析和比較.doc

水利工程論文-國(guó)內(nèi)外故障錄波器的現(xiàn)狀分析和比較摘要：故障錄波器是分析系統(tǒng)故障的重要依據(jù)，對(duì)國(guó)外廠商生產(chǎn)的故障錄波器和國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的故障錄波器的配置、結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行了論述。在比較和分析了國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的長(zhǎng)處和不足的基礎(chǔ)上，結(jié)合故障錄波器數(shù)據(jù)采集，啟動(dòng)判據(jù)、故障測(cè)距、分析軟件等關(guān)鍵技術(shù)，提出幾點(diǎn)關(guān)于提高錄波裝置性能的建議。圖幅。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自記裝置系統(tǒng)分析自動(dòng)化儀表故障錄波器引言故障錄波器是電力系統(tǒng)發(fā)生故障及振蕩時(shí)能自動(dòng)記錄的一種裝置，它可以記錄因短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大擾動(dòng)引起的系統(tǒng)電流、電壓及其導(dǎo)出量，如有功、無(wú)功以及系統(tǒng)頻率的全過(guò)程變化現(xiàn)象。主要用于檢測(cè)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為，了解系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程中系統(tǒng)中各電參量的變化規(guī)律，校核電力系統(tǒng)計(jì)算程序及模型參數(shù)的正確性。多年來(lái)，故障錄波已成為分析系統(tǒng)故障的重要依據(jù)。電壓等級(jí)的系統(tǒng)由于其運(yùn)行涉及系統(tǒng)的穩(wěn)定及系統(tǒng)電壓和頻率的崩潰等系統(tǒng)級(jí)的異常情況，必須安裝專(zhuān)門(mén)的故障錄波裝置。年電力部頒布了電力系統(tǒng)故障動(dòng)態(tài)記錄技術(shù)準(zhǔn)則，明確規(guī)定了系統(tǒng)故障動(dòng)態(tài)記錄裝置應(yīng)達(dá)到的記錄要求。這對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的故障錄波裝置提出了更高的要求。國(guó)外故障錄波器發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外的故障錄波器一般采用分散式結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，可以分散安裝在開(kāi)關(guān)柜或保護(hù)小室內(nèi)，通過(guò)以太網(wǎng)可以連到一臺(tái)所級(jí)計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)傳到調(diào)度中心。例如，西門(mén)子公司的故障及數(shù)字錄波系統(tǒng)。是西門(mén)子公司推出的智能化錄波器，其結(jié)構(gòu)（如圖）。錄波器錄波器選用位微型工控板，內(nèi)插電源板、各種智能數(shù)據(jù)采集板構(gòu)成完全的模塊化設(shè)計(jì)。它每塊采集模塊有路模擬量通道和路開(kāi)關(guān)量通道或路開(kāi)關(guān)量通道，開(kāi)關(guān)量輸入以的頻率采樣，分辨率為，模擬量采樣頻率為，分辨率為位。每一路輸入都裝有放大器、抗混疊濾波器和一個(gè)?轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號(hào)處理器以的時(shí)鐘頻率進(jìn)行測(cè)量。數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)高速的?的總線跟中央處理器連接，的是至少帶內(nèi)存的位處理器，它協(xié)調(diào)所有的數(shù)據(jù)采集板完成如下功能：故障啟動(dòng)判斷；故障前、故障變化和故障后的過(guò)程記錄；計(jì)算并記錄電氣測(cè)量值（電壓、電流、有功、無(wú)功、功率因數(shù)）；計(jì)算并記錄正負(fù)序分量、諧波量、直流分量和相位；記錄頻率變化過(guò)程，頻率通道的精度為；對(duì)記錄進(jìn)行管理以方便分析程序?qū)收嫌涗浀氖褂?。在硬件配置和軟件設(shè)計(jì)方面都有自己與眾不同的特點(diǎn)。概括起來(lái)，主要有以下幾個(gè)方面：一個(gè)新的變送器原理允許電流的測(cè)量范圍為有效值，這種互感器使得記錄的同時(shí)可有的直流偏移分量；測(cè)量誤差小于，的采樣頻率，具有次諧波的分析能力；使用技術(shù)使具有至少的硬盤(pán)容量。采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，使大量數(shù)據(jù)減少為原來(lái)的，字節(jié)的硬盤(pán)具有大約字節(jié)的網(wǎng)能力，這就意味著遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)的傳輸可以利用?的已存在網(wǎng)絡(luò)，等同于使用/現(xiàn)代化網(wǎng)不僅提高了存貯能力，還利于存貯器進(jìn)行分布數(shù)據(jù)歸檔和快速向電力控制中心傳輸數(shù)據(jù)；使用實(shí)現(xiàn)同步，為實(shí)現(xiàn)各點(diǎn)錄波數(shù)據(jù)的綜合分析提供了方便。直接以對(duì)時(shí)信號(hào)控制采樣脈沖，將相誤差降低為，對(duì)于電力頻率為，相應(yīng)的相角誤差僅為度；每個(gè)設(shè)備都裝設(shè)有一個(gè)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器板，通過(guò)它可以和、及模擬或數(shù)字電話網(wǎng)連接；采用智能化的順序控制和抑制時(shí)間設(shè)定，可以根據(jù)不同的故障靈活的調(diào)整數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間；另外它還可以對(duì)不同的觸發(fā)通道設(shè)置不同的記錄方式，例如對(duì)某些會(huì)出現(xiàn)短時(shí)狀態(tài)變化的開(kāi)關(guān)量設(shè)定特殊的記錄過(guò)程。這種設(shè)計(jì)有利于故障分析和存貯單元的充分利用。診斷系統(tǒng)西門(mén)子故障錄波系統(tǒng)裝有自動(dòng)計(jì)算程序，當(dāng)數(shù)據(jù)被記錄后，程序自動(dòng)啟動(dòng)并產(chǎn)生一個(gè)目錄文件，包括所有需要的信息，并對(duì)每一條饋線都進(jìn)行診斷。故障數(shù)據(jù)管理裝置就實(shí)現(xiàn)這一功能，它裝有故障分析軟件包，能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)距、諧波分析、電能質(zhì)量分析等功能。如果在調(diào)度端裝有程序包，就可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和管理。除了西門(mén)子公司的產(chǎn)品外，國(guó)外其它一些廠家也有類(lèi)似的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)故障錄波器的研制和開(kāi)發(fā)已經(jīng)有多年的歷史，早期的錄波器有機(jī)電式錄波器、光纖式錄波器和采用固態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的錄波器，現(xiàn)在普遍使用是靠微處理器實(shí)現(xiàn)的錄波器。下面介紹目前電力系統(tǒng)內(nèi)較熟悉的故障錄波器。例如，型微機(jī)故障錄波測(cè)距裝置。該機(jī)是南京銀山電子有限公司研制成功的新產(chǎn)品，原理框圖（見(jiàn)圖）。裝置采用以單片機(jī)為前置機(jī)，工控機(jī)為后臺(tái)機(jī)的模塊化結(jié)構(gòu)，后臺(tái)機(jī)與各前置機(jī)相對(duì)獨(dú)立，每個(gè)模擬量前置機(jī)可管理路模擬量，每個(gè)開(kāi)關(guān)量前置機(jī)可管理路開(kāi)關(guān)量，前置機(jī)的數(shù)量可根據(jù)用戶(hù)的不同要求而配置，最多可配置個(gè)模擬量前置機(jī)和個(gè)開(kāi)關(guān)量前置機(jī)。具有如下特點(diǎn)：模擬量前置機(jī)是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集單元，主要包括、數(shù)據(jù)存貯器、隔離放大器、/轉(zhuǎn)換器，多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。它主要負(fù)責(zé)將輸入的電流、電壓、高頻等電量經(jīng)過(guò)整理變換成數(shù)字信號(hào)并存入數(shù)據(jù)存貯器；開(kāi)關(guān)量前置機(jī)將開(kāi)關(guān)接點(diǎn)信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離變換成數(shù)字信號(hào)，存入數(shù)據(jù)存貯器，然后再傳給后臺(tái)機(jī)；后臺(tái)機(jī)是整個(gè)錄波器的核心，它負(fù)責(zé)錄波器的人機(jī)對(duì)話、數(shù)據(jù)的處理和存貯、和各前置機(jī)交換數(shù)據(jù)、與上級(jí)部門(mén)通信等，后臺(tái)機(jī)是位/工控機(jī)；高頻信號(hào)的采樣頻率是，模擬信號(hào)的采樣信號(hào)為，分辨率為位諧波分辨率次，開(kāi)關(guān)事件分辨率；電流、電壓波形采樣頻率優(yōu)于，故障測(cè)距精度優(yōu)于；