莫彥寧

摘 要：故障錄波數(shù)據(jù)的機(jī)電保護(hù)動(dòng)作特性系統(tǒng)其中包含錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理、電網(wǎng)故障輔助分析、故障波形再現(xiàn)及分析以及繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析這四個(gè)方面。文章主要綜述了這四個(gè)方面的特點(diǎn)，然后分別敘述了這四個(gè)方面的內(nèi)容和特性，希望能夠?yàn)榫唧w故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析研究提供有效的理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：故障；錄波；數(shù)據(jù)；機(jī)電保護(hù)；特性

中圖分類號(hào)：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）29-0082-02

故障錄波器在系統(tǒng)工作發(fā)生故障和震蕩等情況時(shí)，能夠自動(dòng)對(duì)故障整個(gè)過程的電壓電流等電氣量方面的繼電保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行記錄。故障錄波器能夠有效地為故障原因、以及檢驗(yàn)方面提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)來源。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

故障錄波數(shù)據(jù)的機(jī)電保護(hù)動(dòng)作特性分析研究，要以故障的數(shù)據(jù)輸入和分析為基礎(chǔ)，再利用不同的裝置的工作原理，利用計(jì)算機(jī)開相應(yīng)的程序來模擬裝置的動(dòng)作過程，可以得到明確而又直觀的分析結(jié)果。故障錄波數(shù)據(jù)的機(jī)電保護(hù)動(dòng)作軟件可以對(duì)目前存在的繼電保護(hù)動(dòng)作的不足進(jìn)行彌補(bǔ)，是繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析的實(shí)用性較高的工作工具，這能夠進(jìn)一步提升對(duì)繼電保護(hù)的質(zhì)量、水平以及效率。

故障錄波數(shù)據(jù)的機(jī)電保護(hù)動(dòng)作特性系統(tǒng)其中包含錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理、電網(wǎng)故障輔助分析、故障波形再現(xiàn)及分析以及繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析這四個(gè)方面。錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理中負(fù)責(zé)的主要是故障錄波文件中數(shù)據(jù)信息的提取和分析并進(jìn)行相應(yīng)的格式轉(zhuǎn)換；電網(wǎng)故障輔助分析主要是讓其能夠不受時(shí)間限制地完成電參量數(shù)據(jù)的分析以及矢量、序分量、諧波等分析。電網(wǎng)故障分析還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)辨識(shí)、故障距離的測(cè)量等，這些方面的測(cè)量都能夠提供輔助工具；故障波形再現(xiàn)及分析的任務(wù)就是對(duì)故障波形進(jìn)行的再次回放、縮放以及打印等處理，能夠?yàn)槭褂玫目蛻籼峁┮粋€(gè)平面分析和完整觀測(cè)的界面；繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析它的裝置中包含著保護(hù)變電站的裝置配置，其中包含著實(shí)現(xiàn)線路、母線以及變壓器等保護(hù)變電站的特性功能。繼電保護(hù)分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)系分化如圖1所示。

2 基于故障錄波的錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理分析

錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理是繼電保護(hù)分析系統(tǒng)中的重要的一個(gè)組成部分，它是能夠?qū)崿F(xiàn)其它三大模塊的基礎(chǔ)，錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理中包含著錄播文件管理和錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換這兩個(gè)功能部分。

2.1 錄波數(shù)據(jù)文件及格式

2.1.1 頭文件

頭文件的使用是為了幫助這項(xiàng)工具的使用者來更好地了解文件的數(shù)據(jù)和有關(guān)的信息內(nèi)容，這種數(shù)據(jù)的文件會(huì)采用ASCⅡ的文本文件，通過文字處理編輯而成，對(duì)故障錄波的情況起到了說明的輔助作用。

2.1.2 配置文件

配置文件是為了更加具體地對(duì)故障錄波的數(shù)據(jù)進(jìn)行說明，它可以通過文字處理編輯生成，同時(shí)還可以讓計(jì)算機(jī)程序生成的ASCⅡ的文本文件。在配置文件中，它會(huì)進(jìn)行到的工作是對(duì)計(jì)算機(jī)程序中的數(shù)據(jù)進(jìn)行一部分的分離，從而劃分出重要的信息，這個(gè)功能可以讓程序編排中的讀取程序更加便捷，例如配置文件中能夠進(jìn)行格式的固定，這樣就省去計(jì)算機(jī)編排工作中繁雜的程序。配置文件的字符會(huì)有許多行，可以在每個(gè)字段后面用逗號(hào)來分開，字段可以有空白但是逗號(hào)不能省，回車和換行作為每一行的結(jié)尾。

2.1.3 數(shù)據(jù)文件

數(shù)據(jù)文件是根據(jù)數(shù)據(jù)采取時(shí)間的先后來對(duì)每個(gè)裝置的模擬通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄。數(shù)據(jù)的記錄文件有兩種格式，一種是通過文本編輯的格式來記錄，另一種就是通過二進(jìn)制的方式。在文本編輯格式中要使用逗號(hào)來把每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離。在二進(jìn)制的方式可以用連續(xù)記錄的方式，不需要用分隔符來分離。

2.1.4 信息文件

信息文件是由使用者自己創(chuàng)造的，它主要是對(duì)其他額外的信息進(jìn)行記錄，是一種可用可不用的文件。

2.2 錄波文件的管理

能夠?qū)︿洸〝?shù)據(jù)進(jìn)行合理有效的管理是提高故障錄波數(shù)據(jù)分析的有效舉措，錄波數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換包含了文件的儲(chǔ)存、刪除、讀取以及添加等功能，有效地實(shí)現(xiàn)了文件管理模塊的各個(gè)功能。

錄波器應(yīng)該有一個(gè)專門的錄波器的文件夾，按照時(shí)間劃分來錄入文件的名稱，這就能夠避免與其他錄波文件夾重疊或者混淆，并讓同一批次同一時(shí)間放在一個(gè)錄波器的文件夾。

3 基于故障錄波的故障波形再現(xiàn)及分析

錄波文件中的錄波數(shù)據(jù)數(shù)以萬計(jì)，工作人員對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的時(shí)候，很可能因?yàn)閿?shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)太過龐大而在分析上遇到困境，從而導(dǎo)致分析的質(zhì)量不高、分析速度過慢且容易出現(xiàn)誤差的情況。在故障波形分析中可以根據(jù)錄波文件的故障數(shù)據(jù)來制作成為波形圖，通過波形圖可以直接全面地對(duì)整個(gè)故障的電氣量進(jìn)行了解，充分觀測(cè)三相電壓和電流的波形以及開關(guān)的動(dòng)作，這樣可以大大降低故障分析的難度，并能夠有效地提高故障分析的效率。

故障分析中的波形再現(xiàn)分析其中包含著對(duì)波形的隱藏、瀏覽、標(biāo)注、縮放、取反和組合等測(cè)定和分析功能。故障波形錄取再現(xiàn)的方式分析能夠有效地對(duì)電氣量和開關(guān)的動(dòng)作情況進(jìn)行再現(xiàn)，這可以有效地為故障波形的數(shù)據(jù)分析提供相應(yīng)的理論依據(jù)。它的模塊功能具體如下：

①可以對(duì)時(shí)間坐標(biāo)進(jìn)行無級(jí)別縮放，在通道里的所有幅值坐標(biāo)也可以單獨(dú)地進(jìn)行無級(jí)別縮放。

②可以使用游標(biāo)的功能來進(jìn)行數(shù)據(jù)的游標(biāo)、拖動(dòng)、隱藏，同時(shí)可以用游標(biāo)的功能對(duì)波形進(jìn)行測(cè)量、尋找高峰點(diǎn)以及對(duì)波形的沖突點(diǎn)進(jìn)行查找，這些都可以通過游標(biāo)功能實(shí)現(xiàn)，游標(biāo)功能還支持雙游標(biāo)的功能使用。

③故障分析的再現(xiàn)還能夠?qū)νǖ肋M(jìn)行增加、刪除、隱藏，以及數(shù)據(jù)信息顏色的變換等設(shè)置。

④可以通過四則運(yùn)算來對(duì)虛擬通道增加，可以增加到分析界面中，這是對(duì)波形的一種操作方式。

⑤具有保存功能和打印的功能，通過錄波數(shù)據(jù)的再現(xiàn)的過程，可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行文檔的儲(chǔ)存，也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的打印，可以使用位圖的格式進(jìn)行保存。

4 基于故障錄波的繼電保護(hù)動(dòng)作行為

繼電保護(hù)動(dòng)作行為是故障錄波數(shù)據(jù)動(dòng)作的重要組成部分，它的存在對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有著重要的影響。在進(jìn)行故障分析的時(shí)候，要加強(qiáng)對(duì)故障波形的分析和參數(shù)的分析，從而能夠滿足故障分析的需求。

通過對(duì)故障錄波的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，徹底了解和掌握工作運(yùn)行的狀態(tài)，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的電力系統(tǒng)中的故障分析以及動(dòng)作行為的安全提供有效的數(shù)據(jù)研究基礎(chǔ)，成為相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。

具體可以通過浪涌識(shí)別算法，來對(duì)電力系統(tǒng)中的信號(hào)和波形進(jìn)行識(shí)別，了解其中的信號(hào)信息并可以采用形態(tài)學(xué)濾波對(duì)有干擾的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^濾。分析數(shù)據(jù)時(shí)可以采用最小二乘算法以及均值補(bǔ)償法，這樣就可以避免錄波器因?yàn)橛布纫蛩卦斐傻恼`差影響，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整。在算法上可以使用微分方程來改進(jìn)，對(duì)抗組進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，針對(duì)不同線路的工作狀態(tài)來計(jì)算不同的電阻數(shù)據(jù)。

這種方式方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)特性分析，其計(jì)算結(jié)果能夠?yàn)樽杩购妥杩估^電動(dòng)作提供有效的數(shù)據(jù)判斷依據(jù)。

繼電保護(hù)動(dòng)作行為能夠有效實(shí)現(xiàn)變電機(jī)、變壓器的差動(dòng)保護(hù)特性的分析，利用相應(yīng)的模塊來分析出發(fā)電機(jī)和變壓器間的差動(dòng)電流、差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作以及制動(dòng)電流的數(shù)據(jù)。

5 基于故障錄波的電網(wǎng)故障輔助分析

電網(wǎng)的故障輔助分析主要包括對(duì)故障發(fā)生的時(shí)間間隔、故障的類型以及故障的測(cè)量距離進(jìn)行矢量、序分量以及諧波的分析。

繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行主要是依靠故障后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)分析，進(jìn)而來判斷是否讓裝置繼續(xù)動(dòng)作。針對(duì)故障中存在的電氣量變化，利用繼電保護(hù)的算法啟動(dòng)從而可以準(zhǔn)確地判斷出故障發(fā)生的時(shí)間間隔、故障的類型以及故障的測(cè)量距離。具體對(duì)算法如圖2所示。

6 結(jié) 語

繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有重要作用，保護(hù)裝置能否正確動(dòng)作對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)工作也具有重要影響。對(duì)故障錄波數(shù)據(jù)系統(tǒng)的充分利用從而深化對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作特性的分析，能夠彌補(bǔ)目前故障錄波分析軟件在分析評(píng)判繼電保護(hù)動(dòng)作行為方面的不足，有利于進(jìn)一步提高繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作率和運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]周興軍，駱健，丁網(wǎng)林.國內(nèi)外故障錄波器的現(xiàn)狀分析和比較[J].大壩與安全，2003，（6）.

[2]趙自剛，趙春雷.國產(chǎn)故障錄波器現(xiàn)狀分析及新型錄波器展望[J].電網(wǎng)技術(shù)，1999，（2）.

[3]束洪春，楊家興，楊強(qiáng).比利時(shí)BEN5000故障錄波器在漫灣電廠的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2000，（12）.

[4]文超.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學(xué)，2012.

[5]秦倩.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.

4 基于故障錄波的繼電保護(hù)動(dòng)作行為

繼電保護(hù)動(dòng)作行為是故障錄波數(shù)據(jù)動(dòng)作的重要組成部分，它的存在對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有著重要的影響。在進(jìn)行故障分析的時(shí)候，要加強(qiáng)對(duì)故障波形的分析和參數(shù)的分析，從而能夠滿足故障分析的需求。

通過對(duì)故障錄波的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，徹底了解和掌握工作運(yùn)行的狀態(tài)，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的電力系統(tǒng)中的故障分析以及動(dòng)作行為的安全提供有效的數(shù)據(jù)研究基礎(chǔ)，成為相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。

具體可以通過浪涌識(shí)別算法，來對(duì)電力系統(tǒng)中的信號(hào)和波形進(jìn)行識(shí)別，了解其中的信號(hào)信息并可以采用形態(tài)學(xué)濾波對(duì)有干擾的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^濾。分析數(shù)據(jù)時(shí)可以采用最小二乘算法以及均值補(bǔ)償法，這樣就可以避免錄波器因?yàn)橛布纫蛩卦斐傻恼`差影響，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整。在算法上可以使用微分方程來改進(jìn)，對(duì)抗組進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，針對(duì)不同線路的工作狀態(tài)來計(jì)算不同的電阻數(shù)據(jù)。

這種方式方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)特性分析，其計(jì)算結(jié)果能夠?yàn)樽杩购妥杩估^電動(dòng)作提供有效的數(shù)據(jù)判斷依據(jù)。

繼電保護(hù)動(dòng)作行為能夠有效實(shí)現(xiàn)變電機(jī)、變壓器的差動(dòng)保護(hù)特性的分析，利用相應(yīng)的模塊來分析出發(fā)電機(jī)和變壓器間的差動(dòng)電流、差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作以及制動(dòng)電流的數(shù)據(jù)。

5 基于故障錄波的電網(wǎng)故障輔助分析

電網(wǎng)的故障輔助分析主要包括對(duì)故障發(fā)生的時(shí)間間隔、故障的類型以及故障的測(cè)量距離進(jìn)行矢量、序分量以及諧波的分析。

繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行主要是依靠故障后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)分析，進(jìn)而來判斷是否讓裝置繼續(xù)動(dòng)作。針對(duì)故障中存在的電氣量變化，利用繼電保護(hù)的算法啟動(dòng)從而可以準(zhǔn)確地判斷出故障發(fā)生的時(shí)間間隔、故障的類型以及故障的測(cè)量距離。具體對(duì)算法如圖2所示。

6 結(jié) 語

繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有重要作用，保護(hù)裝置能否正確動(dòng)作對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)工作也具有重要影響。對(duì)故障錄波數(shù)據(jù)系統(tǒng)的充分利用從而深化對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作特性的分析，能夠彌補(bǔ)目前故障錄波分析軟件在分析評(píng)判繼電保護(hù)動(dòng)作行為方面的不足，有利于進(jìn)一步提高繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作率和運(yùn)行水平。

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[4]文超.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學(xué)，2012.

[5]秦倩.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.

4 基于故障錄波的繼電保護(hù)動(dòng)作行為

繼電保護(hù)動(dòng)作行為是故障錄波數(shù)據(jù)動(dòng)作的重要組成部分，它的存在對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有著重要的影響。在進(jìn)行故障分析的時(shí)候，要加強(qiáng)對(duì)故障波形的分析和參數(shù)的分析，從而能夠滿足故障分析的需求。

通過對(duì)故障錄波的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，徹底了解和掌握工作運(yùn)行的狀態(tài)，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的電力系統(tǒng)中的故障分析以及動(dòng)作行為的安全提供有效的數(shù)據(jù)研究基礎(chǔ)，成為相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。

具體可以通過浪涌識(shí)別算法，來對(duì)電力系統(tǒng)中的信號(hào)和波形進(jìn)行識(shí)別，了解其中的信號(hào)信息并可以采用形態(tài)學(xué)濾波對(duì)有干擾的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^濾。分析數(shù)據(jù)時(shí)可以采用最小二乘算法以及均值補(bǔ)償法，這樣就可以避免錄波器因?yàn)橛布纫蛩卦斐傻恼`差影響，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整。在算法上可以使用微分方程來改進(jìn)，對(duì)抗組進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，針對(duì)不同線路的工作狀態(tài)來計(jì)算不同的電阻數(shù)據(jù)。

這種方式方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)特性分析，其計(jì)算結(jié)果能夠?yàn)樽杩购妥杩估^電動(dòng)作提供有效的數(shù)據(jù)判斷依據(jù)。

繼電保護(hù)動(dòng)作行為能夠有效實(shí)現(xiàn)變電機(jī)、變壓器的差動(dòng)保護(hù)特性的分析，利用相應(yīng)的模塊來分析出發(fā)電機(jī)和變壓器間的差動(dòng)電流、差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作以及制動(dòng)電流的數(shù)據(jù)。

5 基于故障錄波的電網(wǎng)故障輔助分析

電網(wǎng)的故障輔助分析主要包括對(duì)故障發(fā)生的時(shí)間間隔、故障的類型以及故障的測(cè)量距離進(jìn)行矢量、序分量以及諧波的分析。

繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行主要是依靠故障后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)分析，進(jìn)而來判斷是否讓裝置繼續(xù)動(dòng)作。針對(duì)故障中存在的電氣量變化，利用繼電保護(hù)的算法啟動(dòng)從而可以準(zhǔn)確地判斷出故障發(fā)生的時(shí)間間隔、故障的類型以及故障的測(cè)量距離。具體對(duì)算法如圖2所示。

6 結(jié) 語

繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有重要作用，保護(hù)裝置能否正確動(dòng)作對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)工作也具有重要影響。對(duì)故障錄波數(shù)據(jù)系統(tǒng)的充分利用從而深化對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作特性的分析，能夠彌補(bǔ)目前故障錄波分析軟件在分析評(píng)判繼電保護(hù)動(dòng)作行為方面的不足，有利于進(jìn)一步提高繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作率和運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)：

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[5]秦倩.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.