陈裕云，蔡明，李俊，汪建敏，何强勇，刘宇
（国网江西省电力公司检修分公司，南昌 330052）
摘 要：建立在电力调度数据网络基础上的故障录波器联网系统，接入了江西电网500kV变电站的所有录波器，本文在介绍故障录波器联网系统配置情况的基础上，对系统的运行情况、主要问题和改进措施进行了分析。
关键词：500kV变电站 故障录波器 联网 主站
0 引言
500kV电网故障发生后，需继电保护运维检修人员到变电站现场调取故障录波数据，再通过打印扫描或传真至调控中心、运维检修部门，此过程往往需要数小时，不能适应国网公司“三集五大”新体系下无人值守变电站对继电保护技术的要求[1]。同时，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》也明确提出“需建立和完善继电保护故障信息和故障录波管理系统”[2]。
为了让继电保护、调度人员及时、准确地掌握电网故障情况，提高故障处理速度及事故分析水平，从而促进电网运行管理水平的发展，提高电网运行的经济性，江西省电力公司检修分公司进行500kV变电站故障录波器联网系统建设应用工作，部署了检修公司故障录波器联网系统主站。该系统将所辖500kV变电站内的故障录波器通过电力数据网组成录波专网，在统一人机界面下实现对故障录波器录波数据的集中采集、分析及存储管理。
1 系统配置情况
故障录波联网系统采用“厂站录波子网—录波主站”两级结构，目的是将江西电网500kV变电站内故障录波装置采集的信息通过电力调度数据网上传至故障录波器主站，形成独立的网络系统。故障录波联网系统框架图如图1所示。厂站录波子网使用以太网交换机汇接站内所有故障录波器，汇接交换机连至调度数据网Ⅱ区非实时交换机，录波主站的数据通信服务器与数据网相连，通过数据网实现与所有联网故障录波器的通信。
图1 故障录波联网系统框架图
1.1 系统硬件配置
录波主站系统配有数据服务器、通信服务器、Web 服务器和工作站。数据服务器采用双重配置，以保证系统数据的安全性。图2为系统硬件结构。
图2 录波主站系统硬件结构图
其中数据服务器、通信服务器位于安全区Ⅱ区，而WEB 服务器位于安全区Ⅲ区，之间采用“安全防护体系”所要求的正向隔离装置。并根据不同的应用，分别在Ⅱ区、Ⅲ区配备工作站。其中Ⅱ区工作站主要完成故障信息分类、综合、故障数据的分析、判别等；Ⅲ区工作站则采用继电保护专业人员的工作用计算机， 以WEB 服务的方式提供故障录波设备信息查询、故障信息检索、故障录波数据的分析等。Ⅱ区、Ⅲ区数据库之间通过提供的同步模块来保持数据的同步。
1.2 系统软件配置
录波主站系统的主要功能是向继电保护、调度人员提供站端故障录波数据，为了避免误操作，系统只对站端设备产生的信息进行采集处理，而将远方操作装置（修改定值、切换定值区）的功能屏蔽。所有数据均由录波装置产生，在调度端能够向站端设备下发的指令只有召唤类指令（如召唤当前定值、召唤当前采样等）。
系统软件结构可分为应用层（包括Ⅱ区应用和Ⅲ区应用）、数据服务层和通信层。其中Ⅱ区应用主要包括：数据库的配置和管理、通信工况监视、录波装置运行监视、电网故障判别、故障分析和管理、典型故障的录入等。Ⅲ区的应用在本系统的技术平台的基础上，Ⅱ区的大部分应用都可以在Ⅲ区同等运行。由于主站系统将Ⅲ区定位为系统的信息发布，因此主要以WEB 形式提供了对系统各种信息的检索和查阅。
1.3系统通信配置
录波主站系统网络结构图如图3所示。500kV变电站内的录波器单独组网，接入调度数据网。主站通过调度数据网，获取各个变电站的录波数据及波形等信息。
图3 录波主站系统网络结构图
传统综合自动化变电站的故障录波器组单独录波网，采用单通道接入录波主站，即通过调度数据网通道接入调度端录波主站、检修公司录波主站；智能变电站故障录波器组双套录波网，采用双通道接入录波主站，即通过网调调度数据网接入网调调度端录波主站，通过省调调度数据网通道接入省调调度端录波主站、检修公司录波主站。
厂站端故障录波器对上与录波主站的通信规约一般有两种：61850规约、私有规约。各录波器厂家新型装置通常采用61850规约，通信端口号统一为102；传统老录波器采用私有规约通信，国电武仪录波器通信端口号为4001、山大电力录波器通信端口号为5010、中元华电录波器通信端口号为30282、银山录波器通信端口号为1518。
1.4 系统功能配置
（1）录波装置信息采集。主要包括：最近录波列表；录波波形；录波分析报告；装置当前模拟量采样值；装置当前开关量信息；装置当前定值等。
（2）主站系统运行工况监视。主要包括：主站系统CPU的使用率、内存容量、系统占有内存的容量、磁盘空间等资源监视；实时监测系统网络节点的启动和退出；实时监测各个录波器的连通状况。
（3）故障分析。根据变电站故障录波器装置记录的故障录波数据和实际故障线路的物理参数、录波器数据通道和线路的对应关系，离线地进行故障选线、故障选相和双端的故障测距，并形成故障分析简报。
（4）历史事件查询与统计分析。提供历史事件的查询、统计功能，包括按厂站、间隔等查询设备参数信息以及故障时的告警事件、录波事件等故障数据。
（5）Web发布。各用户端通过web方式可以实现故障记录、录波文件、故障分析报告查看等。
2 系统运行情况
录波主站系统设计建立了一个包括通信支持、数据库服务支持、应用组件开发支持等的标准化的故障录波综合管理系统支持平台。以该平台为基础，在建设中开发和集成了录波装置状态运行监视、典型故障录入和管理、故障录波设备管理，故障录波数据分析等应用功能，初步满足了调度运行对电网故障判别、辅助决策，和对继电保护专业信息化管理的需要。系统自投运以来运行稳定， 调取波形速度快，数据信息丰富，故障分析功能强大，操作简单易用。
主站系统采集江西电网500kV变电站现有的录波装置（ZH 系列、WY9系列、WGL9000 系列，SHDFR系列、WDGL 系列、YS系列）的信息，包括全部二十一座变电站的128台故障录波器。
3 系统存在问题及改进措施
由于故障录波联网系统环节众多、信息复杂，既面临对各时期、不同厂家的故障录波器的数字化接入，又涉及到信息的广域传输、信息的跨系统交换和共享。在实际运行过程中发现以下问题：
（1）召唤故障数据较慢：召唤录波器事故列表、事故波形有时需等待3-5分钟左右，出现召唤失败或者显示通信故障现象。
（2）录波器管理线路不明确：由于每个变电站的录波器都有3台以上，但每台录波器包含哪些线路却不明确，对现场不熟悉的人员查找故障线路将会带来很大的麻烦；
（3）数据分级不明确：接收的现场故障数据不能明显区分扰动、故障数据。
针对以上问题，提出改进措施如下：
（1）故障录波器一般有2-3个IP地址，用于与变电站内保信子站、各级调度录波主站通信。由于各级录波主站的建成，故障录波器与保信子站通信基本无实用性，通过精简录波器IP地址，只保留一个IP地址与录波主站通信，可大大提高录波器通信效率。
（2）增加“监测设备”管理以及按“变电站”、“线路”检索录波器的功能：在录波器列表中增加所管理的一次设备简明信息，使用户可以一目了然的看到录波器与一次设备的对应关系。
（3）修改数据分级：将故障数据分为“故障”、“扰动”、“全部”三级，更加简明、实用，节约查询故障录波文件的时间。
4 结束语
500kV变电站故障录波器联网系统目前已实现所有可联网故障录波器的联网运行。故障录波器联网后，对继电保护运维检修人员及时准确地掌握电网故障情况，分析保护的动作情况，提高事故分析水平，提高故障处理速度，具有十分重要的作用。同时调控中心专业人员也可实时调取故障录波数据，节省了人力资源，减轻了现场运行人员的工作负担。故障录波器联网系统的可行性和实用性将在电网运行中发挥越来越大的作用，对电网的安全稳定运行具有重要的意义。
参考文献
[1] 国家电网公司.Q/GDW 231—2008 无人值守变电站及监控中心技术导则.2008
[2] 国家电网公司.国家电网生〔2012〕352号 国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）.2012
作者简介：陈裕云(1985-),硕士,高级工程师,从事继电保护维护、检修及技术管理工作；
蔡明(1978-),硕士,高级工程师,从事继电保护维护、检修及技术管理工作；
李俊(1979-),本科,高级工程师,从事继电保护维护、检修及技术管理工作；
汪建敏(1986-),硕士,高级工程师,从事继电保护维护、检修及技术管理工作；
何强勇(1984-),硕士,高级工程师,从事继电保护维护、检修及技术管理工作；
刘宇(1984-),硕士,高级工程师,从事继电保护维护、检修及技术管理工作。
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