[发明专利]一种故障录波装置、去中心化故障录波系统及方法

说明书

本发明公开了一种故障录波装置、去中心化故障录波系统及方法，该方案是一种按模拟量和开关量输入通道自由配置的录波装置，装置间双网冗余连接，通过延时可测进行网络同步，装置间联网触发，每个装置记录和发送自身采样数据外，也记录其它装置发送来的采样数据，从任意装置接入即可查看全部数据的去中心化的技术实现方案。本发明区别于传统故障录波实现方案，有如下特点：按通道数量分布配置能节省屏柜，双网冗余提高了连接的可靠性，延时可测网络对时节约了连接线和接口，联网同步触发实现了扰动数据全景捕获，各装置冗余记录提高数据可靠性，任意点接入查看全部数据解决了保护控制小室录波装置之间不能直接互相访问的问题。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，涉及电网继电保护技术，具体涉及一种故障录波装置、去中心化故障录波系统及方法。

背景技术

电力系统故障录波装置是采集、记录、分析电力系统电流、电压、开关量等信号的一种装置，其主要任务是记录电力系统大扰动发生前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，为扰动分析、故障处理提供帮助。故障录波装置作为电网故障或异常情况记录的“黑匣子”，是电网故障分析的重要依据。

故障录波最早是光线录波方式。电力系统扰动信号驱动一个振子，振子上的光束使移动的胶卷曝光留下光的轨迹，该轨迹就基本反映了系统信号变化的轨迹。将胶卷冲洗出来后进行故障分析，这种光线式录波装置经常会遇到机械故障、胶卷失效等严重问题，导致无法正常记录系统扰动，可称为机械式故障录波装置。

随着微型计算机技术的发展，基于微处理器的数字化故障录波装置被开发了出来。这种装置主要是将模拟量信号通过模数转换模块转换成数字量，由微处理器进行数字化运算、分析和存储。目前应用的录波装置本质上都是基于这种技术的，可称为数字化故障录波装置。

数字化的故障录波是集中式实现方式，一般每台故障录波装置采集最多96路模拟量和192路开关量，按电压等级和元件配置，例如：500kV变电站的动态记录装置按照电压等级分类进行配置，500kV部分(含线路、断路器、电抗器)、主变、220kV部分(含线路、母联、分段、旁路)分别配置动态记录装置。500kV部分按继电器保护控制小室配置动态记录装置。主变部分按每两台(组)变压器配置一台动态记录装置。各录波装置分散安装在各保护控制小室，如图1所示，通过网络连接到主控室的录波后台管理单元，以管理单元为中心管理各小室录波装置。这种方式存在如下问题：

1.集中式的故障录波装置需要专门的屏柜，多占用空间资源。

2.各故障录波装置通信组网采用单网连接，缺少通信备份。

3.各小室的故障录波装置独立外接对时，存在多个时钟源，且缺乏有效的时钟管理，无法确认各录波装置是否真的同步，从而导致采样不同步。

4.各小室的故障录波装置采样不同步，没有同步的联网触发录波功能，导致各小室录波各自独立运行，无法在系统发生故障时统一启动录波，当故障分析需要合并多个波形联合分析时，数据不同步会给故障分析带来不便；

5.故障录波装置录波数据缺少冗余。当某台装置损坏时，其接入的所有量(96路模拟量+192路开关量)都将无法记录，若在此期间发生故障，将会缺少关键的录波数据，对迅速准确分析故障原因，及时消除故障恢复供电极为不利。此外，只有从录波后台管理单元才能查看所有录波装置文件，各录波装置之间无法数据互访，无法在任意装置安装点查看全部故障录波。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对集中式的故障录波装置占用专门屏柜，录波数据缺少冗余，各小室录波装置采样和录波不同步，以及以录波后台管理单元为中心的星型结构下各录波装置之间数据互访不方便的缺点，提出了一种故障录波装置、去中心化故障录波系统及方法，按模拟量和开关量输入通道分布式配置，各录波装置之间采用以太网冗余双网连接，采用延时可测网络方式进行对时和同步，任何一个录波装置启动可触发其它录波装置同步启动，从任意录波装置通过网络接入可查看所有录波装置的录波数据的解决方案。