郝登朴，卫 宁，郝春娟

（1.运城供电公司，山西 运城 044000；2.山西省电力公司，山西 太原 030001）

运城电网故障录波器应用分析及改进

郝登朴1，卫 宁1，郝春娟2

（1.运城供电公司，山西 运城 044000；2.山西省电力公司，山西 太原 030001）

分析了近年来运城电网故障录波器的运行情况，探讨了故障录波器动作不正确的主要原因，提出了改进故障录波器应用管理的策略，为提高电网故障录波器运行管理水平提供了技术支持和参考。

故障录波；故障信息；故障测距；智能电网

故障录波器记录信息是分析电网事故、异常以及评价继电保护动作的主要依据，其测距功能可实现对输电线路故障的快速准确定位，对于提高电网安全稳定运行水平具有重要作用。

1 故障录波器动作情况分析

运城电网现有110 kV及以上变电站70座，输电线路207条、3 688 km。

1.1 配置状况

根据故障录波器配置原则[1]相关要求和实际情况，目前在220 kV及以上变电站、110 kV枢纽变电站设置故障录波器88套，其中16座220 kV及以上变电站设置66套，包括为220 kV主变压器（以下简称“主变”）单独设置的故障录波器；54座110 kV变电站设置故障录波器22套。主要采集信息有电压量、电流量、频率、断路器位置及相关保护装置的动作信息。

1.2 功能设置

故障录波器的启动条件有零序电压越限启动、零序电流启动、负序电压越限启动、开关量变位启动、电压或电流突变量启动、低电压（相电压）启动、保护动作启动和人工手动等。现有故障录波信息系统具有远程故障信息调用、故障分析、谐波分析、向量对比和就地实时监测等功能。故障录波信息系统功能框图见图1。

图1 故障录波信息系统功能框图

1.3 故障录波器动作情况分析

2009年—2011年，运城电网故障录波器有效动作151次，不正确动作55次；应评价54次，录波完好率100%。2009年—2011年运城电网故障录波器动作情况见表1。故障录波器不正确动作的原因可归纳为运行部门原因引起不正确动作8次，主要是故障录波器运行维护不良、装置失电等；生产厂家原因引起不正确动作32次，主要是装置软件设计存在缺陷、设备插件制造质量不良、装置故障等；其他原因引起不正确动作15次，主要是通信系统出现故障造成故障录波信息无法上传等。

表1 2009年—2011年运城电网故障录波器动作情况

1.4 故障录波器测距情况分析

2009年—2011年，运城电网故障录波测距应评价54次，正确测距48次，不正确测距6次，故障测距正确率88.9%。2009年—2011年运城电网故障录波测距情况见表2。

表2 2009年—2011年运城电网故障测距情况

故障测距不正确主要是录波器软件设计原理存在缺陷，有时对输电线路复合型故障、变电站母线出口近区短路故障测距误差较大；受过渡电阻、线路运行特性和分布电容等因素的影响，测距参数整定存在不同程度的偏差。运城电网220 kV及以下变电站所配置故障录波器测距主要采用阻抗法，500 kV电压等级所配置故障测距装置采用行波法；从使用情况来看，行波法因其测量精度高、且不易受线路参数、系统运行方式、故障类型和故障阻抗等因素影响，测距精度及实用性较高［2］。

2 故障录波器应用中发现的主要问题

2.1 110 kV及以下变电站故障录波器配置不足

目前，运城电网有32座110 kV及以下变电站尚未配置故障录波器；加之已配部分故障录波器设备陈旧、功能不够完善，给110 kV及以下输、配电网或设备故障分析带来不便。

2.2 影响故障录波器正常运行的主要因素

运行管理方面，故障录波器启动判据较多，装置启动定值整定困难，有时系统稍有波动故障录波器就启动，造成故障录波器存储了大量无用信息；故障录波器的功角测量、谐波分析参数应用仍处于较低层次；随着故障录波器联网接入设备增多，通信网传输速率较低已成为制约数据传输的瓶颈[3]。

生产厂家方面，部分故障录波器预读文件太大，遇有扰动或数据集中处理时有时出现数据溢出、无故障死机现象。由于故障录波器数据文件格式不同，给子站设备的信息接入维护工作增加了不便；子站在处理这些信息时解释了各类不同的遥信量，子站规约接入、转出设计繁杂，调试不便，不利于组网、数据远传及综合分析。

设计及其他方面，故障录波信息系统采取装置集中布置方式，电气量参数的采集回路使用了大量的二次电缆，加重了电压互感器、电流互感器的二次负担，有些已影响到数据采集精度。一些电流互感器备用绕组运行特性不满足二次误差特性曲线要求，个别电压互感器回路接线或转接不规范；装置通信回路时常出现中断或故障现象，装置掉电、系统数据丢失故障时有发生。

2.3 故障录波器安全防护措施仍需完善

当前运用中的故障录波器组网功能不尽完善，未统一设置防火墙，部分装置杀毒软件功能不能及时更新升级；故障录波器外接设备的操作管理和技术要求缺少规范，有些故障录波器未设置系统登录密码，其二次系统安全防护措施仍需进一步加强。

2.4 故障录波器的实用功能仍需改进

故障录波信息系统功能完善必须适应新建智能变电站故障信息接入、常规变电站故障信息系统改造完善的不同要求，强化故障录波器的组网管理功能，提高故障信息传输速率和质量，这些措施对于完善现有故障信息系统的功能至关重要。

3 故障录波器应用优化策略

3.1 合理增加故障录波器布点

在规范执行故障录波器配置标准的基础上，应在市区电缆或“手拉手”配电线路较多，接有高危及重要客户输配电线路、小电厂、重要联络线，或供出输配电线路地处特殊气象区域、运行环境复杂的110 kV及以下变电站增设故障录波器，以利于输配电网故障的监测分析。

3.2 加强故障录波器运行维护管理

根据电网参数变化情况对故障录波器整定值进行分析、计算和差异化整定，以规避故障录波器遇有电网参数波动或异常频繁启动现象。提高故障录波器功角测量、谐波分析等参数的利用率，以提高电网运行质量控制指标的分析管理水平。应与故障录波器生产厂家配合，规范装置自定义文件的存储和发送模式，以提高录波数据的交互和共享能力。改进故障录波器电流、电压采集回路及数据传输通信回路接线，加强装置失电远程监控信号的回路完善和管理，不断提高故障录波器运行的可靠性。

3.3 提高故障测距应用管理水平

故障测距可以快速判定输配电线路故障点。针对故障类型、过渡电阻、线路运行特性和分布电容参数对输电线路故障测距精度的影响，定期开展故障录波器测距参数的计算校核，可有效提升输电线路故障测距精度；在一些重要变电站宜选用行波法测距装置，以减少输电线路故障测距误差。

3.4 落实故障录波器二次安全防护技术要求

根据故障录波信息分区安全防护要求统一防火墙设置管理，并及时升级和完善杀毒软件功能；加强故障录波信息系统接入管理，消除系统加密认证存在的隐患，提高安全防护水平。

3.5 适应智能电网故障录波信息管理需求

国家电网公司《110（66） ～220 kV智能变电站设计规范》明确要求：智能变电站故障录波装置应按照DL/T860标准建模，与变电站层设备直接通讯，故障录波可采用集中式、也可采用分布式，采用集中式故障录波时宜按照电压等级配置录波装置；故障信息综合分析决策高级功能要求宜在故障情况下对包括事件顺序记录信号及保护装置、向量测量、故障录波等数据进行挖掘、多专业综合分析，并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示[4]。110 kV试点智能变电站已在运城电网投入运行，今后一个时期故障录波信息系统将面对智能变电站、常规变电站两种运行管理模式；因此，在过渡时期故障录波信息管理系统宜采取单独组网方式，以利于兼容智能变电站站内故障录波管理系统与站控层和录波主站采用的IEC61850标准通信方式、常规变电站故障录波器与录波主站采用的原有通信方式；同时，应优化故障录波系统与就地监控系统的兼容和上传功能。下一步故障信息终端子站宜选用国家电网103规约（根据主站情况也可选用其他规约） 接入运城电网调度端OPEN3000监控平台，以实现故障录波信息的综合分析应用与资源共享[5]。

4 结论

纵观近年来运城电网故障录波器的运行管理情况，运行维护不当、设备原理缺陷或制造工艺不良是造成故障录波器不正确动作的主要原因，同时，回路设计和接线不尽合理、故障录波信息组网功能不够完善、通信回路故障及其他因素的影响也不容忽视。合理增设故障录波器对于改进110 kV及以下输配电网的故障分析技术手段具有支撑作用；落实故障录波信息系统二次安全防护以及提高故障测距精度的改进措施，可大幅提升故障录波信息系统的实用化水平。按照智能电网建设与发展需求改进完善现有故障录波信息管理系统功能，对于提高电网故障综合分析和应急处置能力具有现实意义。

［1］ 国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编［M］.北京：中国电力出版社，2000:75-76.

［2］ 徐伟宗，唐昆明.基于导数法的故障行波波头识别改进算法［J］.电网技术，2010，34（1）:198-202.

［3］ 邢浩江，张东来，张斌，等.电力录波系统实时性瓶颈影响因素分析［J］.电力系统自动化，2011（35）:209-212.

［4］ 褚农，孙纯军，陈志蓉，等.Q/GDW393-2009 110（66）～220 kV智能变电站设计规范［S］.北京：国家电网公司，2010：10-16.

［5］ 王宁，李岩军，刘蔚，等.适应智能调度的继电保护故障信息系统改造［J］.电网技术，2011，35（8）:12-17.

The Application Analysis and Im provement of Fault Recorder in Yuncheng Grid

HAO Deng-pu1，WEINing1，HAO Chun-juan2
（1.Yuncheng Power Supply Com pany，Yuncheng，Shanxi 044000，China；2.Shanxi Electric Power Corporation，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

The operation situation of fault recorder of Yuncheng grid in recent yearswere analyzed and themain causes of fault occurrence were explored，based on which，management strategies were put forward to improve fault recorder，which provides the technical support and reference to improve the operation andmanagement level of fault recorder in grid.

fault recorder；fault information；fault locating；SmartGrid

TM774

B

1671-0320（2012）04-0010-03

2012-02-26，

2012-06-15

郝登朴（1962-），男，河南登封人，2003年毕业于太原理工大学电气工程专业，硕士，高级工程师，山西电力技术院工程技术专家，从事电网运行管理工作；

卫 宁（1982-），男，山西运城人，2007年毕业于广西大学电力系统及其自动化专业，硕士，工程师，从事继电保护专业工作；

郝春娟（1965-），女，山西运城人，1988年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业，高级工程师，从事电网运行管理工作。