淺談典型故障錄波器的原理及維護(hù)

萬(wàn)杭平

摘 要：故障錄波器能記錄故障前后過(guò)程各種電氣量的變化，通過(guò)分析事故過(guò)程、保護(hù)動(dòng)作、故障范圍和故障測(cè)距，及時(shí)正確地處理事故，提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)記錄 硬件 組網(wǎng) 異常處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TM74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（a）-0082-01

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)規(guī)模不斷增強(qiáng)，電力系統(tǒng)的各種故障通常都會(huì)造成比較嚴(yán)重的影響。故障錄波器能在系統(tǒng)發(fā)生故障、異常擾動(dòng)時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前后的各種電氣量變化及繼電保護(hù)動(dòng)作情況，通過(guò)分析、比較，判斷保護(hù)動(dòng)作、明確故障范圍和故障測(cè)距，為處理事故提供科學(xué)依據(jù)，確保及時(shí)處理事故，迅速恢復(fù)供電，大大降低了因故障停電造成的綜合經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)下，故障錄波器已被廣泛應(yīng)用在各個(gè)電壓等級(jí)的變電站中。

1 電力系統(tǒng)故障動(dòng)態(tài)記錄

1.1 動(dòng)態(tài)記錄類(lèi)別

電力系統(tǒng)故障動(dòng)態(tài)記錄的主要任務(wù)是，記錄大擾動(dòng)如短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰等發(fā)生后的有關(guān)系統(tǒng)電參量的變化過(guò)程及繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為。[1]

（1）高速故障記錄：記錄因短路故障或系統(tǒng)操作引起、由線路分布參數(shù)作用在線路上出現(xiàn)的電流及電壓暫態(tài)過(guò)程，主要用于檢測(cè)新型高速繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為，也可用以記錄系統(tǒng)操作過(guò)電壓和可能的鐵磁諧振現(xiàn)象。

（2）故障動(dòng)態(tài)過(guò)程記錄：記錄因大擾動(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（動(dòng)）態(tài)過(guò)程中系統(tǒng)各電參量的變化規(guī)律等。

（3）長(zhǎng)過(guò)程動(dòng)態(tài)記錄：記錄主要線路的有功潮流、母線電壓及頻率、變壓器電壓分接頭位置以及自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為等。

1.2 500 kV變電站故障錄波記錄內(nèi)容

220 kV線路、母線聯(lián)絡(luò)斷路器的相電流和零序電流；220 kV母線電壓互感器的3個(gè)相對(duì)地電壓和零序電壓。操作每臺(tái)220 kV斷路器的繼電保護(hù)跳閘命令，縱聯(lián)保護(hù)的通信通道信號(hào)，安全自動(dòng)裝置操作命令。500 kV每條線路的4個(gè)電流量和4個(gè)線路電壓量和每臺(tái)主變壓器的4個(gè)電流量。操作每臺(tái)500 kV斷路器的繼電保護(hù)跳閘命令，縱聯(lián)保護(hù)通信通道信號(hào)及安全自動(dòng)裝置操作命令[2]。

2 IDM故障錄波器的硬件及組網(wǎng)

2.1 硬件組成

IDM是一套多功能分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由DAU、LSU、PRT、PC、MODEM、HUB、GPS等構(gòu)成[3]。DAU為數(shù)據(jù)采集單元，采集量包括模擬量、開(kāi)關(guān)量等；LSU為本地存儲(chǔ)單元，用來(lái)保存DFU/TSS/CSS記錄、實(shí)現(xiàn)多套DAU情況下的MODEM共享和打印機(jī)共享。

2.2 IDM故障錄波器系統(tǒng)常見(jiàn)組網(wǎng)方式

在實(shí)際的變電站中，所需要記錄的設(shè)備電氣量、開(kāi)關(guān)量眾多，由于單一DAU的通道數(shù)量有限（IDM16/32），故需要較多的DAU單元進(jìn)行采集，同時(shí)存儲(chǔ)的增加，LSU也需多臺(tái)。最為常見(jiàn)的一種組合方式就是多臺(tái)DAU配置一臺(tái)LSU，共同組屏；同時(shí)以HUB為中心點(diǎn)的多個(gè)錄波器系統(tǒng)拓?fù)浣尤胱冸娬揪钟蚓W(wǎng)，公用一臺(tái)后臺(tái)PC機(jī)進(jìn)行波形的調(diào)取與分析。應(yīng)用程序安裝至后臺(tái)PC機(jī)。

2.3 故障錄波器系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及調(diào)用信息流

故障錄波器正常運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)采集單元DAU將觸發(fā)采集的數(shù)據(jù)時(shí)刻存儲(chǔ)到LSU中。遇到手動(dòng)遠(yuǎn)程觸發(fā)及調(diào)用錄波信息的情況時(shí)就需要掌握信息在錄波系統(tǒng)內(nèi)部的走向。當(dāng)在后臺(tái)PC機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程觸發(fā)IDM時(shí)，觸發(fā)命令信息流向?yàn)椋篜C機(jī)→交換機(jī)Swtich→HUB1→DAU1…DAUn，數(shù)據(jù)取回信息流向?yàn)椋篖SU→HUB1→交換機(jī)Swtich→PC機(jī)。

3 IDM類(lèi)故障錄波器異常處理

3.1 故障類(lèi)型及處理

（1）DAU設(shè)備故障：當(dāng)DAU面板上1～6任一組合信號(hào)燈亮，將DAU面板后電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，請(qǐng)廠家處理；當(dāng)DAU電源燈熄滅不亮?xí)r，查看設(shè)備后電源開(kāi)關(guān)及電源進(jìn)線；當(dāng)PPS對(duì)時(shí)燈滅，檢查屏后GPS對(duì)時(shí)接口連接線是否良好；DAU死機(jī)及以上故障均可關(guān)斷本屏上的直流電源開(kāi)關(guān)，然后重新合上直流開(kāi)關(guān)，重新啟動(dòng)。仍不能恢復(fù)，走缺陷流程，請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士處理。

（2）LSU設(shè)備故障：看門(mén)狗報(bào)警或死機(jī)時(shí)，重啟LSU設(shè)備。

（3）HUB設(shè)備故障：①電源故障：若交換機(jī)面板上的POWER指示燈是綠色的，就表示正常；若該指示燈滅，則說(shuō)明交換機(jī)沒(méi)有正常供電。此時(shí)，應(yīng)檢查設(shè)備屏后交換機(jī)電源小開(kāi)關(guān)是否合上；檢查交換機(jī)背板電源接線是否良好；若外部輸入都正常，應(yīng)懷疑是內(nèi)部故障，請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士處理。②端口故障：若連接某一端口的指示燈link滅，則應(yīng)檢查相應(yīng)的連接部分。若其外部連接都正常，交換機(jī)電源也正常，應(yīng)懷疑為端口故障。③背板故障：如果交換機(jī)各個(gè)模塊均不能正常工作，考慮為電路板故障。此時(shí)，應(yīng)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士更換交換機(jī)電路板。④無(wú)法調(diào)取數(shù)據(jù)及啟動(dòng)遠(yuǎn)程錄波功能：當(dāng)無(wú)法調(diào)取錄波數(shù)據(jù)或啟動(dòng)遠(yuǎn)程錄波功能時(shí)，首先要查看故障錄波器設(shè)備配置屏是否有故障告警信息；如果有，則根據(jù)以上分析處理；若無(wú)，有可能為雙絞線連接接觸不良所導(dǎo)致。重新拔插雙絞線與各交換機(jī)的接口，進(jìn)行試驗(yàn)；若仍然不能調(diào)用數(shù)據(jù)或遠(yuǎn)程錄波，應(yīng)匯報(bào)調(diào)度，進(jìn)行缺陷處理。

3.2 運(yùn)行維護(hù)建議

鑒于IDM類(lèi)故障錄波器在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)如：故障錄波器與后臺(tái)故障錄波器遠(yuǎn)程管理程序無(wú)法建立連接、GPS對(duì)時(shí)不準(zhǔn)、故障錄波器頻繁啟動(dòng)告警、故障錄波器故障及故障錄波器看門(mén)狗故障等異常情況，致使其在日常工作過(guò)程中存在一定的隱患，若不能及時(shí)進(jìn)行排查處理，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)，無(wú)法第一時(shí)間自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障波形，這會(huì)對(duì)故障處理的及時(shí)性和有效性造成極大的干擾。

針對(duì)上訴情況，對(duì)IDM類(lèi)故障錄波器的運(yùn)行提出如下意見(jiàn)和建議：（1）加強(qiáng)對(duì)故障錄波器的巡視，定期對(duì)故障錄波器進(jìn)行手動(dòng)觸發(fā)，手動(dòng)觸發(fā)應(yīng)安排在當(dāng)天負(fù)荷較大時(shí)段，檢驗(yàn)其是否在正常的工作狀態(tài)，檢查錄波圖形是否正常，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，立即匯報(bào)，聯(lián)系處理。（2）運(yùn)維人員應(yīng)了解故障錄波圖形的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)閱和拷貝方法，在保護(hù)管理機(jī)不能調(diào)閱故障錄波器的波形時(shí)，采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)閱方式，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的分析和判斷。（3）加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，充分利用故障錄波器維護(hù)的機(jī)會(huì)，請(qǐng)廠家人員現(xiàn)場(chǎng)講解。（4）制定應(yīng)急預(yù)案，確保緊急情況下能順利調(diào)取故障錄波，提高故障處理的效率。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，電力系統(tǒng)故障的類(lèi)型也越來(lái)越多，繼電保護(hù)動(dòng)作情況的復(fù)雜性也在不斷增加，故障錄波器在電網(wǎng)事故的處理中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。對(duì)于運(yùn)維人員，了解錄波器內(nèi)部組件結(jié)構(gòu)、工作方式顯得更為重要，學(xué)會(huì)錄波器常見(jiàn)故障處理更為電網(wǎng)安全運(yùn)行增添一道安全屏障。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).220-500kV電力系統(tǒng)故障動(dòng)態(tài)記錄技術(shù)準(zhǔn)則.DL/T 553-94[S].

[2] 瓶窯運(yùn)維站500kV瓶窯變二次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程.

[3] 江蘇省電力公司，淮安供電公司.變電運(yùn)行崗位技能培訓(xùn)教材[M].中國(guó)電力出版社，2005.endprint