一种故障录波装置、去中心化故障录波系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A Fault Recording Device, Decentralized Fault Recording System and Method

The invention discloses a fault recording device, a de-centralized fault recording system and a method. The scheme is a recording device freely configured according to the input channels of analog and switching quantities. The dual-network redundant connection between devices can synchronize the network through delay measurement and trigger the inter-device network. Each device records and transmits its own sampled data, and also records the data sent by other devices. Sampling data, access from any device can see all data decentralization technology implementation. The invention is different from the traditional fault recorder implementation scheme. It has the following characteristics: the screen cabinet can be saved by allocating the number of channels, the reliability of connection can be improved by dual network redundancy, the connection line and interface can be saved by time-delay measurable network, the panoramic capture of disturbance data can be realized by synchronous triggering of network, the redundant recording of each device can improve the reliability of data, and the access of any point to view all data to solve the problem. The problem that the protection and control chamber recording devices can not directly access each other is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种故障录波装置、去中心化故障录波系统及方法
本专利技术属于电力系统及其自动化
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。为了达成上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种故障录波装置，所述故障录波装置采集至少8路模拟量，16路开关量信号，安装在保护屏柜的空闲位置，不单独占用屏柜；所述故障录波装置设置两个网络端口，故障录波装置由本地触发或者联网触发启动录波，当录波启动后，所述故障录波装置一方面记录自身的采样数据，同时将自身的采样数据广播到网络上，供其它故障录波装置使用；另一方面同时记录从网络收到的其它故障录波装置的采样数据，并形成合并所有通道数据的录波文件；通过任意故障录波装置，能够查看网络中所有故障录波装置的录波文件；所述联网触发启动录波具体是指：故障录波装置通过从网络接收启动报文启动录波。进一步地，所述故障录波装置和其他故障录波装置之间采用以太网冗余双网连接，由两个网络端口分别发送相同的数据内容，接收方从收到2份数据中提取第1个到达的数据帧，丢弃重复的帧。进一步地，所述故障录波装置由外部时钟源进行网络对时：由外部时钟源发送网络对时报文，外部时钟源向故障录波装置发送一个“同步”报文，并将发送时间T1记入寄存器；故障录波装置收到这个“同步”报文，记上接收到的时间T2；时钟源向故障录波装置发送“跟随”报文，将时间T1嵌入到“跟随”报文中；故障录波装置向时钟源发送一个“延时请求”报文，并嵌入时间戳T3；时钟源收到“延时请求”报文并记住时间T4；时钟源将T4嵌入“延时应答”报文中，发送给故障录波装置；根据四个时间计算出时钟源和录波装置之间的延时和时间偏移，根据时间偏移校正故障录波装置的时钟，实现同步。本专利技术同时提出了一种去中心化故障录波系统，所述去中心化故障录波系统包括若干故障录波装置；所述故障录波装置按模拟量和开关量输入通道分布式配置，每个间隔配置一台故障录波装置，安装在保护屏柜的空闲位置，不单独占用屏柜；每个故障录波装置至少采集8路模拟量信号、16路开关量信号；所述故障录波装置设置两个网络端口；各故障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，任何一个故障录波装置启动触发其它故障录波装置同步启动；当录波启动后，各故障录波装置一方面记录自身的采样数据，同时将自身的采样数据广播到网络上，供其它故障录波装置使用；另一方面同时记录从网络收到的其它故障录波装置的采样数据，并形成合并所有通道数据的录波文件；通过接入任意故障录波装置，能够查看所有故障录波装置的录波文件。进一步地，所述各故障录波装置之间采用以太网冗余双网连接，由两个网络端口分别发送相同的数据内容，接收方从收到2份数据中提取第1个到达的数据帧，丢弃重复的帧。进一步地，所述采用延时可测网络方式进行对时和同步具体是指：由外部时钟源发送网络对时报文，外部时钟源向故障录波装置发送一个“同步”报文，并将发送时间T1记入寄存器；故障录波装置收到这个“同步”报文，记上接收到的时间T2；时钟源向故障录波装置发送“跟随”报文，将时间T1嵌入到“跟随”报文中；故障录波装置向时钟源发送一个“延时请求”报文，并嵌入时间戳T3；时钟源收到“延时请求”报文并记住时间T4；时钟源将T4嵌入“延时应答”报文中，发送给故障录波装置；根据四个时间计算出时钟源和录波装置之间的延时和时间偏移，根据时间偏移校正故障录波装置的时钟，实现同步。进一步地，所述任何一个故障录波装置启动触发其它故障录波装置同步启动具体是指：当某个电气量扰动或开关量变位，触发了接入该电气量或开关量的故障录波装置启动录波，则该故障录波装置通过网络发送启动报文，联网触发其它故障录波装置启动录波。本专利技术同时提出了一种去中心化故障录波方法，包括如下步骤：步骤1：每个间隔配置一台故障录波装置，负责采集记录自身的录波数据；所述故障录波装置安装在保护屏柜的空闲位置，不单独占用屏柜；每个故障录波装置至少采集8路模拟量信号、16路开关量信号；所述故障录波装置设置两个网络端口A口、B口；步骤2：各故障录波装置之间采用以太网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种故障录波装置，其特征在于，所述故障录波装置采集至少8路模拟量，16路开关量信号，安装在保护屏柜的空闲位置，不单独占用屏柜；所述故障录波装置设置两个网络端口，故障录波装置由本地触发或者联网触发启动录波，当录波启动后，所述故障录波装置一方面记录自身的采样数据，同时将自身的采样数据广播到网络上，供其它故障录波装置使用；另一方面同时记录从网络收到的其它故障录波装置的采样数据，并形成合并所有通道数据的录波文件；通过任意故障录波装置，能够查看网络中所有故障录波装置的录波文件；所述联网触发启动录波具体是指：故障录波装置通过从网络接收启动报文启动录波。

【技术特征摘要】
1.一种故障录波装置，其特征在于，所述故障录波装置采集至少8路模拟量，16路开关量信号，安装在保护屏柜的空闲位置，不单独占用屏柜；所述故障录波装置设置两个网络端口，故障录波装置由本地触发或者联网触发启动录波，当录波启动后，所述故障录波装置一方面记录自身的采样数据，同时将自身的采样数据广播到网络上，供其它故障录波装置使用；另一方面同时记录从网络收到的其它故障录波装置的采样数据，并形成合并所有通道数据的录波文件；通过任意故障录波装置，能够查看网络中所有故障录波装置的录波文件；所述联网触发启动录波具体是指：故障录波装置通过从网络接收启动报文启动录波。2.如权利要求1所述一种故障录波装置，其特征在于，所述故障录波装置和其他故障录波装置之间采用以太网冗余双网连接，由两个网络端口分别发送相同的数据内容，接收方从收到2份数据中提取第1个到达的数据帧，丢弃重复的帧。3.如权利要求1所述一种故障录波装置，其特征在于，所述故障录波装置由外部时钟源进行网络对时：由外部时钟源发送网络对时报文，外部时钟源向故障录波装置发送一个“同步”报文，并将发送时间T1记入寄存器；故障录波装置收到这个“同步”报文，记上接收到的时间T2；时钟源向故障录波装置发送“跟随”报文，将时间T1嵌入到“跟随”报文中；故障录波装置向时钟源发送一个“延时请求”报文，并嵌入时间戳T3；时钟源收到“延时请求”报文并记住时间T4；时钟源将T4嵌入“延时应答”报文中，发送给故障录波装置；根据四个时间计算出时钟源和录波装置之间的延时和时间偏移，根据时间偏移校正故障录波装置的时钟，实现同步。4.一种去中心化故障录波系统，其特征在于，所述去中心化故障录波系统包括若干故障录波装置；所述故障录波装置按模拟量和开关量输入通道分布式配置，每个间隔配置一台故障录波装置，安装在保护屏柜的空闲位置，不单独占用屏柜；每个故障录波装置至少采集8路模拟量信号、16路开关量信号；所述故障录波装置设置两个网络端口；各故障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，任何一个故障录波装置启动触发其它故障录波装置同步启动；当录波启动后，各故障录波装置一方面记录自身的采样数据，同时将自身的采样数据广播到网络上，供其它故障录波装置使用；另一方面同时记录从网络收到的其它故障录波装置的采样数据，并形成合并所有通道数据的录波文件；通过接入任意故障录波装置，能够查看所有故障录波装置的录波文件。5.如权利要求4所述一种去中心化故障录波系统，其特征在于，所述各故障录波装置之间采用以太网冗余双网连接，由两个网络端口分别发送相同的数据内容，接收方从收到2份数据中提取第1个到达的数据帧，丢弃重复的帧。6.如权利要求4所述一种去中心化故障录波系统，其特征在于，所述采用延时可测网络方式进行对时和同步具体是指：由外部时钟源发送网络对时报文，外部时钟源向故障录波装置发送一个“同步”报文，并将发送时间T1记入寄存器；故障录波装置收到这个“同步”报文，记上接收到的时间T2；...

【专利技术属性】
技术研发人员：周红阳，王亮，黄佳胤，吕航，徐鹏，侯学勇，张驰，余乾，丁晓兵，熊蕙，余江，鲁振威，刘千宽，高宏慧，史泽兵，郑茂然，彭业，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44