一种基于故障录波信息的调度端电网故障诊断系统
ZH-3嵌入式电力故障录波分析装置技术说明书-V2.0
ZH-3嵌入式电力故障录波分析装置Ver2.0技术说明书武汉中元华电科技有限公司1 概述 (3)1.1 应用范围 (3)1.2 技术特点 (3)1.3 装置遵循标准 (4)2技术指标 (5)2.1 输入信号 (5)2.2 采样指标 (5)2.3 信号处理 (6)2.4 时钟及同步精度 (6)2.5 录波数据记录方式 (6)2.6 录波管理机 (6)2.7 录波单元 (6)2.8 同步三存储 (6)2.9 启动精度 (6)2.10 参数整定方式 (8)2.11 抗电磁干扰能力 (8)2.12 通讯 (8)2.13 供电电源 (8)2.14 外形尺寸及颜色 (8)3工作原理 (9)3.1总体结构 (9)3.2 装置硬件原理 (11)3.3 装置软件原理 (12)4功能设计 (16)4.1 暂态录波功能 (16)4.2启动量及定值 (17)4.3系统实时监测 (18)4.4 波形分析功能 (19)4.5 完备的通讯功能 (21)4.6 连续记录功能 (22)5 安装调试 (23)5.1 装置的端子布置 (23)5.2 装置安装及调试 (23)5.3 装置检查 (24)1 概述1.1 应用范围ZH-3嵌入式电力故障录波分析装置是采用先进的浮点DSP与32位嵌入式CPU，结合高性能的嵌入式实时操作系统VxWorks而设计的，适应电力系统发展需求的嵌入式电力故障录波分析装置。
1.2 技术特点1.录波单元信号采集与启动计算采用单DSP构架，摒弃多DSP结构，由1片DSP即可实现80路模拟量，160路开关量的接入；同时采用新型电路结构和75000门大规模可编程逻辑器件，集成度高，抗干扰能力强，系统运行稳定。
2.32位高速浮点数字信号处理器(DSP)，16位A/D，采样速率10kHz可调，谐波分辨率≤99次，开关事件分辨率0.1ms；3.录波单元采用高性能实时嵌入式操作系统VxWorks下，系统稳定、可靠，实时性好；4.录波数据三存储：录波数据分别由DSP、32位CPU和管理机存储在3个地方，大大地提高了数据的安全性；5.数据记录采用A-B-C段方式，A、B、C段全部采用采样值记录，摒弃了传统的D、E低采样率和有效值记录段，从而全部数据可以进行相量图分析和阻抗分析，大大地提高了数据的可用性；6.支持长时间连续纪录，装置能以1KHz的采样值连续记录，记录数据以7天为周期刷新，数据保持时间只受通道数和存储器容量限制，摒弃了传统的一周波一个点的有效值慢扫描记录；7.不定长动态录波和故障测距，金属性短路的测距精度优于2%；8.启动判据种类齐全，在各种短路、接地故障和其它异常工况下灵敏启动录波；9.强大的计算和分析能力（电压、电流的幅值、峰值、有效值、频率计算，有功、无功功率计算，相角测量，相量、序量和谐波分析）；10.公式编辑器可生成各种电量及其导出量的波形图，并可动态观察其随时间变化的轨迹，真实地再现故障全过程；11.支持多种对时方式，包括接点脉冲对时、IRIG-B码对时、串口对时、网络对时等，并支持对时方式组合及双向对时；12.录波单元可完全脱离管理机独立工作，可独立接入信息子站和调度；一台录波管理机最多可同时管理64台录波单元；13.录波数据格式自动转换，可转出COMTRADE 1999版或COMTRADE 1991版；14.先进的抗干扰设计：采用6层PCB、SMD和软件容错技术，抗干扰能力达到GB/T14598规定的严酷等级为Ⅳ级标准。
故障录波 文件解析
故障录波文件解析1.引言1.1 概述故障录波文件解析是一项重要的技术，在电力系统故障诊断和维护方面起着关键的作用。
故障录波是指在电力系统发生故障时，对系统电压、电流等参数进行高频采样记录的过程。
故障录波文件解析是对录波数据进行分析和处理的过程，通过解析故障录波文件，可以获取有关故障发生时的详细信息，包括故障类型、故障位置、故障时的电压电流波形等。
这些信息对于电力系统的故障诊断和维护具有重要的指导意义。
在故障录波文件解析的过程中，需要使用一系列的方法和步骤。
首先，需要对录波数据进行预处理，包括数据校验、数据格式转换等。
然后，通过信号处理和数学算法，对录波数据进行分析和提取，获取相关的故障特征。
最后，通过与故障诊断数据库进行比对，确定故障类型和故障位置。
故障录波文件解析在电力系统运维中扮演着重要的角色。
它可以帮助工程师们迅速准确地定位故障，提高故障处理的效率。
同时，通过对录波数据的分析与比对，还能为日后的故障预防和系统优化提供可靠的依据。
因此，故障录波文件解析是电力系统运维中不可或缺的一环。
它的重要性不容忽视，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
在接下来的正文部分，我们将详细介绍故障录波的定义和作用，以及文件解析的方法和步骤，以期帮助读者更好地理解和应用这一技术。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章的结构部分旨在介绍整篇文章的组织架构和内容安排，帮助读者更好地理解文章的内容和脉络。
首先，本文的结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
概述部分可以简要介绍故障录波文件解析的背景和重要性，引起读者的兴趣。
文章结构部分就是本小节要介绍的内容，主要目的是向读者呈现整篇文章的组织结构和内容安排，让读者了解本文的整体框架。
目的部分可以明确本文的写作目的，概括地说明本文的主要目标和内容要点。
正文部分是文章的核心部分，包括故障录波的定义和作用以及文件解析的方法和步骤。
3.3 变电站自动化SAS
1.6、变电站自动化系统今后发展趋势
变电站的全面数字化和智能化是变电站综合自动化系统的 发展方向。 数字化、智能化变电站的基本目标是： 一次设备智能化
二次设备网络化 运行管理自动化 数字化、智能化变电站的核心标准是： IEC61850 (DL/T860) 变电站网络与通信协议
（Communication networks and systems in
站控层
间隔层
过程层
高压一次设备
2.1、变电站自动化系统的分层和逻辑结构
（1）过程层设备 过程层实际上是指与变电站一次设备断路器、隔离 开关和电流互感器TA、电压互感器TV接口设备。 （2）间隔层设备 变电站自动化系统在间隔层的设备主要有各种微机保 护装置、自动控制装置、数据采集装置和RTU等等。 (3）站控层设备 变电站层的设备包括计算机、打印机、天文钟、通 讯管理机或远动工作站等设备。
2.3、变电站自动化系统的硬件结构模式
2.3.1 早期的集中式系统结构模式
这种系统集中采集变电站的模拟量、开关量和脉冲 量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、 保护和一些自动控制功能。集中结构并非指由单一的计 算机完成保护和监控的全部功能。作为变电站自动化系 统，这种结构模式已被淘汰，但是RTU作为集中式系统 的一个子系统产物，得到了独立发展，目前仍然在国内 发电厂中大量使用。
变电站自动化系统各项功能的逻辑接口 ① 间隔层和变电站层之间保护数据交换； ② 间隔层与远方保护（不在本标准范围）之间保护数 据交换； ③ 间隔层内数据交换； ④ 过程层和间隔层之间采样等瞬时数据交换； ⑤ 过程层和间隔层之间控制数据交换； ⑥ 间隔和变电站层之间控制数据交换； ⑦ 变电站层与远方工程师办公地数据交换； ⑧ 间隔之间类似联锁等直接数据交换； ⑨ 变电站层内数据交换。
继电保护及故障信息系统的信息组织方法
继电保护及故障信息系统的信息组织方法作者：陈寿平刘建锋来源：《华中电力》2013年第08期摘要：在继电保护及故障信息系统所收集的信号进行分类及归纳，结合继电保护及故障信息系统的的应用目标，以及继电保护专业的工作模式，提出以信息为主线的功能组织形态及信号展现方法。
并结合东莞供电局该系统的建设事实，对实现该目的所需要的技术支持进行了分析和介绍。
关键词：保信系统；信息组织方法；故障信息0.引言继电保护及故障信息系统是一个面向调度中心的、集继电保护运行监视和管理的、电网故障监视及电网故障分析和管理等于一体的新兴系统。
系统能够在电网正常运行和电网故障时，采集和处理各种智能装置信息，并充分利用这些信息，为继电保护运行、管理服务，为事故的判别和继电保护装置的检修提供前提条件，为分析、处理电网故障提供支持。
继电保护及故障信息系统主站的应用功能是整个系统实用化水平的关键，在保信系统建设初期，各地区继电保护人员对该保信系统的高级应用功能进行了展望，提出故障波形分析、故障测距计算、故障诊断专家系统、保护动作行为分析、保护装置状态监测等故障智能诊断及故障处理辅助决策。
目前国内大部分保信系统主站功能仅实现了厂站端继电保护装置、录波装置运行与故障信息的收集，实现了继电保护运行、管理的技术支持，但在信息组织形态及信号展现方法上还是不如人意，比如故障综合分析、统计分析、故障信息发布于共享级专业管理等高级应用功能方面开发较少，实用化程度较低。
鉴于此，东莞供电局通过对试点变电站运行情况的分析，考虑到兼容IEC 61850智能数字化变电站的要求，对故障时所收集的信息进行进一步的过滤、分类和汇总整理，形成高度实用化的高级应用功能，研究实用化更强、更智能的继电保护及故障信息系统。
根据东莞局对该系统的建设经验，在实践中实现以信息为主线的信号组织方法涉及到信息的内容、判别方法、信息的组织形式等方面的内容。
本文拟对这些内容进行初步介绍，以期对该系统的后续的建设发展提供参考。
基于集控中心的电力系统故障诊断系统总体设计
型 ，同时对告警信 号进行漏报误报 的判断嘲 。第 二步根据第一
步诊断出的结果 ，定位到故障设备进行具体诊 断。
（ ２ ）数据存储 ： 保存各就地监测单元 的监测数据 。站 内数 据存储和初步预警 。
（ ３ ）远程通信 ： 自 动定时与远方管理系统进行数据通信 。
４ ， １ 变压 器综 合诊 断
，
个
。
[构 建 监 视 工
、
作站
，
实 现 对 变 电 站 各 种 信 息 (设 备状 态
、
监 控 和 执 行 中心
而 不
、
决策中 g
一
,
i。 I
但
气 象环 境
、
保护 动 作
录 波 数 据 ) 进 行 信息 融 合]
．
。
在
随 着 无 人 值 守 变 电 站 的增 加
几 何 数 量 的增 长
刻 、线 圈 电流有 效值等 基特征参 量信 息 。结合 系统构 建 的专 家知识 库 ，根 据 Ｄ ｅ ｍ ｐ ｓ ｔ ｅ ｒ 合成原理 ，对断路 器故 障作 出综合
诊 断分析 。
报 并诊断 出故障设 备和 区域 后 ，根据诊 断结果 对设 备进行详
细诊 断 。
４ ． ３ 基 于故 障 录波 的线路 诊断
通过对 变压器 油 中的溶解气 体进行 分析可 以 了解设 备 的 现状 ，分析异常 和发生故 障 的原 因 ，对设 备 的未 来状态进 行
预测 ，以便转变设 备 的维 修方式 ，由定期 预 防性 维修 变为设
３ ． ２ 集 控端 功 能
（ １ ）数据采集与处理 ：通过数据通 信服务一体化平 台接收
摘 【
，
电网故障信息系统的设计与实现
继 电保 护技 术
电网故 障信 息 系统 的设计 与实现
吕月娥 ，黄 毅
（ 东电力公 司佛 山市供 电局 ，广 东 佛 山 ５ ８ ０ ） 广 ２ ５ ０ ［ 要］ 继 电保 护 故 障 信 息 系统 分 为 主 站 和 变 电站 子 站 两部 分 ，其 中主 站 部 分 叉 可 以 划 分 为 Ｉ 主站 和 ＩＩ区 摘 Ｉ区 Ｉ
Ｄ ／ ３． １４２０ ） Ｌ Ｔ ６４ ５ ０—０ ２作为专用 以太 网上的通信规约。 此协 议 是 将 ＩＣ ０ ７——０ 标 准 用 于 Ｔ Ｐ Ｉ 络 ， Ｅ ６ ８０５１ １ Ｃ ／Ｐ网 １４ ０ 协议中 Ａ Ｄ 与 Ｔ Ｐ Ｉ ＳＵ Ｃ ／ Ｐ相结合的方式不仅仅局限
于 １１ ０ 规约 中定 义 的 Ａ Ｄ Ｓ Ｕ，１３ 约 中定 义 的 Ａ Ｄ ０规 ＳＵ 同样 适 用 。
分析 的需 要 ，在 将 来 还 要 兼 顾 调 度 和 变 电 运 行 的 需
要。
１３ ０ 标准适用于传输继 电保护设备信息 ，但该标准 只说 明了用 于继 电保 护设备与控制系统 问交换信 息， 并规定采用 Ｒ －８ Ｓ４５串行通信方式 ，而没有规定采用 网
络 通信 方 式 时 如 何 处 理 。考 虑 到 网 络 方 式 和 串行 方 式
维普资讯
０ 引言
继电保护故障信息处理 系统对继 电保护及安全 自 动装置提供 了统一 的分析平 台，有利于调度 端快速、
简便 、全 面 获 取 故 障 信 息 ，快 速 作 出事 故 处 理 方 案 ，
子 站系统不能 影 响微机 保 护装 置原 有 功能 和运
行 的独 立 性 、快 速 性 、安 全 性 和 可 靠 性 。 因此 必 须
顺承科技故障录波组网(主站)系统介绍
故障录波组网(主站)系统一、背景介绍早期的故障录波器是通过MODEM载波信号进行拨号来实现远程调度和管理，弱点是速度慢，信号不稳，因此数据压缩和断点续传成为通信技术的关键。
随着自动化水平的提高，调度数据网取代了载波，2M/E1的数据通道基本实现了我国绝大部分地区的全网变电站覆盖，为高速故障录波信息系统奠定了基础。
2003年开始，保信子站逐渐成为变电站建设的标配。
保信子站能够实现变电站二次设备综合数据采集、就地存储和信息转发等功能，是现代级信息自动化的重要里程碑。
因为保信系统在功能设计上十分全面，一定程度上取代了故障录波组网。
但实践证明，保信系统并不能替代录波组网，主要原因是其无法应对录波器采样率高、通道数多、启动频繁、文件超大等特性，并且保信主站一般由监控或保护厂家来做，他们对录波器的数据特点和通信规约都认知有限，因此，问题重重的保信系统在业内有个外号，叫“四不管系统”。
电力系统很快认识到问题的严重性，于是开始重新选择经典稳妥的方式，将保信系统的最大技术瓶颈——录波器分离出来单独组网。
率先实现故障录波主站和保信系统主站分开建设的是吉林省电力公司，随后，浙江、江西、山西、贵州、湖南、东北电网有限公司等单位都纷纷建设了各自的独立故障录波主站系统，而且我们欣喜的看到，凡是独立建设录波主站系统的地区，保信系统也运行良好。
故障录波主站系统专门针对变电站的故障录波器进行组网，实现对录波器的远程调度和管理，信息独立采集，在主站端汇总并存储到指定的数据服务器，支持III区WEB发布，系统可独立运行，也可配合保信系统主站联合使用。
二、功能指标故障录波主站系统同传统保信主站、经典录波调度系统比较起来，具有明显的优势：更完整的系统解决方案、更长远的信息集成目标、更可靠的产品运行寿命、更自由的信息获取路径、全面免维护的追求、更简约的投资。
2.1 全网覆盖。
系统建成之后，实现对全网故障录波器的覆盖，无论厂家、型号、接口、版本、出厂年代、规约特点有何差异，均能轻松实现接入。
YS-3000电力故障信息处理系统技术说明
YS-3000电力故障信息处理系统技术说明一、YS-3000系统概述1.1概述YS-3000电力故障信息处理系统，是我公司独立拥有自主知识产权的高科技产品。
本系统是由位于调度端的主站子系统（主站）和分布于不同地区的电厂、变电所内的厂站端子系统（子站）及介于主子站之间的通信子系统构建而成，各分布子站能采集厂站内继电保护和故障录波装置的运行数据，并能按数据订购策略远传至调度端进行集中分析处理，调度员可以通过主站对子站下发各种指令以获取子站及子站内接入装置的运行信息。
本系统拥有完善的电网故障数据分析能力,以及为适应管理模式而定制的对继电保护和故障录波装置的运行管理能力，综合分析线路故障时的装置上送数据能迅速对故障点进行定位，为装置异常和事故处理的快速响应提供了强有力的科学依据。
本系统已在苏、皖、渝、闽、晋、赣、蒙、豫、湘、鄂等诸省市的各大、中型电网中稳定投入运行，为各地区的继电保护管理和电网的稳定运行发挥着巨大的作用。
1.2适应对象1.2.1主站适应对象YS-3000主站可以适应国调中心、网省调中心、超高压局、地区调度所的不同要求。
1.2.2子站适应对象YS-3000子站可以适应500kV、220kV、110kV等级的发电厂、变电站。
1.2.3通信子系统适应对象YS-3000通信子系统可以适应目前国内所有不同规模的主、子站通信要求。
可以扩展兼容不同的主、子站通信规约。
二、YS-3000主要技术指标2.1 系统实时响应指标·画面整幅调用响应时间≤2秒·画面实时数据刷新周期1～10秒，可调·事故变位报警反应时间≤1秒·全部故障信息采集时间≤12秒·事故采集装置SOE分辨率≤2毫秒·与GPS标准时间的误差≤1毫秒2.2 可靠性指标·系统可用率≥99.9%·系统平均故障间隔时间（MTBF）≥35000小时·主站画面分辨率1280×10242.3 CPU负荷率·正常状况(任意5分钟) ≤10%·事故状况(任意10秒) ≤50%2.4 子站信息上传指标·保护动作总报告及故障录波简报(2M专用通道)≤20秒·故障采样数据(2M专用通道)≤5分钟2.5 电源指标及环境温度·工作电源DC110V、220V，AC200V～250V·环境温度-10℃～50℃·相对湿度＜90%（25℃）三、YS-3000架构及功能说明3.1 YS-3000架构电网内某一子站往往涉及到多家管理单位，而每家管理单位往往又要管理多个子站，为适应管理和应用的需要，在设计主子站系统的网络架构时必须适应这一实际需求，图中所示的YS-3000主子站网络架构是满足这种管理模式的典型方案。
继电保护及故障信息管理系统
在 我 国 已 经 大 规 模 的普 及 ． 关 于 继 电保 护 及 故 障信 息 的 管 理 系
统 的应用也非常广泛 ， 继 电保 护 故 障信 息 系 统 已 经成 为 保 护 电 网的信息处理 、 分 析 和 管 理 的 解 决 方 案 。继 电保 护 为 故 障 信 息 的 管 理 创 设 了一 个 统 一 和发 展 的 平 台 ， 它 的 主要 作用 是 管 理 和 收 集 在 电 网 中 厂 站 的 自动 装 置 和继 电 保 护 装 置 送 上 来 的 每 一 种 信息 ， 这样 可 以 满 足 电 力 系 统 工 作 人 员 对 电 网 一些 信 息 的采 集． 促 进 电 网 的管 理 和 运 行 水 平 。
更加直观 ， 还 可 以有 效 的结 合 人 机 交 互 的 相 对 界 面 Ⅲ。
④可 以智能化处理故 障录波器和保护装置的动作信息 ， 包括接
收信 息 、 信息分类 和过滤信 息等 ， 并 且 可 以 对 数 据 进 行 波 形 分
解 。⑤可 以接人信息给 自动化系统。⑥能 已标准化 的格式 向主
电力 系 统 在 运 行 中 出现 故 障 ， 如 果 电 网调 度 中 心 可 以及 时 收 到 由 电力 通 信 设 备 送 上来 的 相 关 数 据 ， 就 可 以 有 效 的 帮 助 电 网 调 度 人 员 及 时恢 复 、 处理 、 分 析 系 统 所 发 生 的 障碍 ， 使 系 统 问 题在第一 时间得 到解决 ， 恢复 正常运行 ， 同 时 也 可 以 提 供 可 靠 的 资 料 给 继 电保 护 技 术 人 员 。 为 了能 够 综 合 利 用 故 障信 息 ， 首 先 应 该 促 进 电力 调 度 系 统 的 自动 化 和 信 息 化 ， 在 电 网 出现 故 障 的状态下 能够准确 、 实 时 的提 供 故 障 信 息 给 电力 调 度 ， 这 对 故 障 信 息 的 处 理 系 统 和继 电保 护都 有 十分 重 要 的作 用 。
智能变电站智能录波器的特点及应用
智能变电站智能录波器的特点及应用摘要：智能录波器可以同时用于智能变电站以及常规变电站，其具有网络记录分析、集成故障录波分析、二次系统在线监测和智能运维等功能。
近年来我国智能变电站加快建设，常规录波器以及网络分析装置的功能已经逐渐不能满足应用需求，所以需要使用功能更强的智能录波器。
本文从智能录波器的功能和特点入手，讨论智能录波器具有的价值，最后提出智能变电站中智能录波器的应用。
关键词：智能变电站；智能录波器；特点；应用智能录波器是一种可同时应用于智能变电站和常规变电站，集成了故障录波、网络记录分析、二次系统可视化、智能运维功能的设备，由管理单元与采集单元组成。
其中，管理单元由录波文件分析、网络报文分析及结果展示、二次系统可视化、智能运维四个功能模块组成；采集单元采集模拟量、开关量和通信报文，具备录波文件生成、网络报文分析和通信功能。
以下就智能变电站智能录波器特点与应用进行分析。
一、智能录波器的功能和特点（一）智能录波器的功能首先是智能录波器的基本功能要求，一方面，智能录波器应能完成线路和主变压器各侧断路器、隔离开关及继电保护的开关量和模拟量的采集和记录、故障启动判别、信号转换等功能；另一方面，智能录波器应设有自复位电路，在正常情况下，不应出现程序死循环的情况，在因干扰而造成宕机时，应能通过自复位电路自动恢复正常工作；此外，智能录波器应具有在线自动检测功能，包括硬件损坏、功能失效的自动检测。
现阶段我国智能变电站智能录波器已经具备完善的功能，这一设备包括采集单元以及管理单元，其中采集单元具有开关量接入、模拟量记录、报文采集、数据处理等功能，集中于过程层网络和管理单元信息交互，将上一次设备和过程层网络采集的原始数据上传到管理单元，而管理单元为智能录波器的集成装置，功能模块包括录波文件分析、网络报文分析以及智能运维。
整体来说融合了变电站内网络信息、一次和二次设备，集成功能包括故障录波分析、网络记录分析，保护信息上送、智能运维、二次系统可视化，进而为变电站日常运维故障分析异常处理提供了可视化的信息支持和安全操作依据。