摘 要
智能电网的建设是目前全球电力行业都非常关注的一个课题，智能电网最具革命性的理念是将互联网和电力系统相结合，用技术上的智能化带动电力系统中的市场化，从而实现智能电网的建设。换句话说，智能电网就是将设备和资源通过传感器连接到一起，组成一个系统，以此来更方便地对信息进行规整，从而达到低成本、少资源的目的以及保证电力系统的可靠性，最终使得智能电网能够真实地投入运营生产。
【关键词】智能变电站 故障录波 装置 前景
智能变电站的研究对象主要是变电站中的一、二次设备，通过对这些设备的数字化及其模型的构建，然后对数字化信息进行标准化，最终使其能够在高速以太网上传输，最终实现智能变电站的信息共享和站与站之间的互操作，并且实现测量、控制、保护以及后台管理等功能，并支持一系列高级应用的变电站，智能变电站相对于数字化变电站，在可视化等高级应用方面更为先进。
1 智能变电站是智能电网的地位
智能变电站是智能电网的基础，是连接发电和用电的枢纽，是整个电网安全、可靠运行的重要环节。随着以太网技术的发展和IEC 61850协议的日益完善，变电站逐渐向数字化、网络化和标准化转型，逐渐形成了完整的智能变电站技术体系[1]。
智能变电站的构成主要包括以下内容：首先最重要的是IEC 61850标准，其次是一次高压设备、电子式互感器（电子式电流互感器和电子式电压互感器）、智能终端、合并单元、测控保护装置、计量仪表（例如电度表等）、SNTP对时系统、不同电压等级的交换机和光纤以太网。
2 故障录波器
故障录波器是智能变电站中的主要设备。故障录波装置主要用于电力系统故障（例如系统故障短路、系统震荡以及系统频率崩溃等）动态过程的记录，主要记录发生电力故障时的电压电流量以及一些导出量如有功功率、无功功率等相关电气量和非电气量。故障录波数据是诊断智能变电站中的故障性质及其原因的主要依据，对于电网安全性的提高以及电能质量的优化有很大参考价值。同时，故障录波器记录及提供的一系列故障录波数据、波形图以及一些重要的录波资料在分析事故原因并查明故障具体区段、制定防治事故对策、评价继电保护以及恢复供电等方面做出了重要贡献。此外，录波资料还可以帮助技术人员了解电力系统的具体运行和故障状况，同时能够帮助技术人员研究故障录波的规律。
2.1 故障录波器的作用
其作用有三：
（1）根据所记录波形，可以正确地分析判断电力系统、线路和设备故障发生的确切地点、发展过程和故障类型，以便迅速排除故障和制定防止对策。
（2）分析继电保护和高压断路器地动作情况，及时发现设备缺陷，揭示电力系统中存在的问题。
（3）积累第一手材料，加强对电力系统规律的认识，不断提高电力系统运行水平。
2.2 故障录波器的启动方式
启动方式的选择，应保证在系统发生任何类型故障时，故障录波器都能可靠的启动。一般包括以下启动方式：负序电压、低电压、过电流、零序电流、零序电压。
（1）相电流突变和相电压突变：相电流突变量起动采用：△i（k）=||i（k）-i（k-N）|-|i（k-N）-i（k-2N）|| i（k）为电流一个瞬时点相电压突变量起动采用：△u（k）=||u（k）-u（k-N）|-|u（k-N）-u（k-2N）||注：式中N 为一个工频周期内的采样点数，采用分相判别，用计算出的相电流或相电压突变量与定值比较，连判三次满足突变量起动定值即被确认为起动。
（2）相电流、相电压越限及零序电流、零序电压越限起动用计算出的各相电压、各相电流以及零序电压、零序电流（采用专用通道输入，而非采用对称分量法计算得到）同整定值比较以判断是否起动。
（3）频率越限与频率变化率起动本装置采用硬件测频，用测得的频率与频率越限定值比较以判定是否起动。频率变化率用式 df/dt=|f2-f1|/△T 其中： f2当前参考时刻测得的系统频率；f1前一参考时刻测得的系统频率；△T相临两参考时刻的间隔时间。
（4）荡判断起动线路同一相电流变化，0.5s内最大值与最小值之差 ≥10% 时起动振荡录波，并判断振荡是否平息。并利用负序电流及零序电流的变化dI2+ dI0 检测振荡中是否发生故障。
（5）开关量起动通过配置可设定任何开关量作为起动条件、变位方式可选。
（6）正序、负序和零序电压启动判据。电力系统故障时，正序、负序和零序电压均可以看成故障分量，因此可以利用这些量变化启动录波，具体可以按如下判据启动：U2（负序）>= 3/1000*UN。U1（正序）>= 90/1000*UN。U0（零序）>= 2/1000*UN。
随着变电站自动化系统的快速发展，通信协议的数量和协议转换接口的数量都增加了很多，这是因为变电站没有统一的标准，每个厂家生产出来的设备不能实现互操作或者互操作性很差，并且每个厂家都为自家的产品制定了通信协议，这样就导致设备间的操作很困难，信息的共享麻烦，所以必须使用规约转换器来进行协议转换，而规约转换器无论在可靠性上、运行速度上还是价格上都不乐观，性价比很低。
3 结语
随着智能化电气设备的快速发展，尤其是智能终端、电子式互感器、智能开关等智能设备的出现，智能变电站逐渐从理论变为现实，最终在电力系统中发挥作用。由于变电站中数据采集和数据同步等特性的不同，传统的故障录波装置及保护信息子站等后台装置采用比较常见的IEC 60870-5-103或者DNP规约，通过硬接线接入装置采集电流电压等模拟量信号和跳合闸命令、位置状态等开关量信号，不能满足变电站对数字化的要求，而基于IEC61850标准的故障录波装置，通过对智能变电站中数据对象的订阅来实现数据的自由记录，网络代替了大量传统的电缆，IED信息共享更加快捷。当系统扩容或者需要调整采集对象时，只需修改订阅参数，所以说智能变电站故障录波装置具有良好的发展前景。
参考文献
[1]耿建风.智能变电站设计与应用[M].北京：中国电力出版社，2011，1-30.
[2]覃剑.智能变电站技术与实践[M].北京：中国电力出版社，2010（05）.
作者单位
延长油田股份有限公司杏子川采油厂 陕西省安塞县 717400
摘 要
智能电网的建设是目前全球电力行业都非常关注的一个课题，智能电网最具革命性的理念是将互联网和电力系统相结合，用技术上的智能化带动电力系统中的市场化，从而实现智能电网的建设。换句话说，智能电网就是将设备和资源通过传感器连接到一起，组成一个系统，以此来更方便地对信息进行规整，从而达到低成本、少资源的目的以及保证电力系统的可靠性，最终使得智能电网能够真实地投入运营生产。
【关键词】智能变电站 故障录波 装置 前景
智能变电站的研究对象主要是变电站中的一、二次设备，通过对这些设备的数字化及其模型的构建，然后对数字化信息进行标准化，最终使其能够在高速以太网上传输，最终实现智能变电站的信息共享和站与站之间的互操作，并且实现测量、控制、保护以及后台管理等功能，并支持一系列高级应用的变电站，智能变电站相对于数字化变电站，在可视化等高级应用方面更为先进。
1 智能变电站是智能电网的地位
智能变电站是智能电网的基础，是连接发电和用电的枢纽，是整个电网安全、可靠运行的重要环节。随着以太网技术的发展和IEC 61850协议的日益完善，变电站逐渐向数字化、网络化和标准化转型，逐渐形成了完整的智能变电站技术体系[1]。
智能变电站的构成主要包括以下内容：首先最重要的是IEC 61850标准，其次是一次高压设备、电子式互感器（电子式电流互感器和电子式电压互感器）、智能终端、合并单元、测控保护装置、计量仪表（例如电度表等）、SNTP对时系统、不同电压等级的交换机和光纤以太网。
2 故障录波器
故障录波器是智能变电站中的主要设备。故障录波装置主要用于电力系统故障（例如系统故障短路、系统震荡以及系统频率崩溃等）动态过程的记录，主要记录发生电力故障时的电压电流量以及一些导出量如有功功率、无功功率等相关电气量和非电气量。故障录波数据是诊断智能变电站中的故障性质及其原因的主要依据，对于电网安全性的提高以及电能质量的优化有很大参考价值。同时，故障录波器记录及提供的一系列故障录波数据、波形图以及一些重要的录波资料在分析事故原因并查明故障具体区段、制定防治事故对策、评价继电保护以及恢复供电等方面做出了重要贡献。此外，录波资料还可以帮助技术人员了解电力系统的具体运行和故障状况，同时能够帮助技术人员研究故障录波的规律。
2.1 故障录波器的作用
其作用有三：
（1）根据所记录波形，可以正确地分析判断电力系统、线路和设备故障发生的确切地点、发展过程和故障类型，以便迅速排除故障和制定防止对策。
（2）分析继电保护和高压断路器地动作情况，及时发现设备缺陷，揭示电力系统中存在的问题。
（3）积累第一手材料，加强对电力系统规律的认识，不断提高电力系统运行水平。
2.2 故障录波器的启动方式
启动方式的选择，应保证在系统发生任何类型故障时，故障录波器都能可靠的启动。一般包括以下启动方式：负序电压、低电压、过电流、零序电流、零序电压。
（1）相电流突变和相电压突变：相电流突变量起动采用：△i（k）=||i（k）-i（k-N）|-|i（k-N）-i（k-2N）|| i（k）为电流一个瞬时点相电压突变量起动采用：△u（k）=||u（k）-u（k-N）|-|u（k-N）-u（k-2N）||注：式中N 为一个工频周期内的采样点数，采用分相判别，用计算出的相电流或相电压突变量与定值比较，连判三次满足突变量起动定值即被确认为起动。
（2）相电流、相电压越限及零序电流、零序电压越限起动用计算出的各相电压、各相电流以及零序电压、零序电流（采用专用通道输入，而非采用对称分量法计算得到）同整定值比较以判断是否起动。
（3）频率越限与频率变化率起动本装置采用硬件测频，用测得的频率与频率越限定值比较以判定是否起动。频率变化率用式 df/dt=|f2-f1|/△T 其中： f2当前参考时刻测得的系统频率；f1前一参考时刻测得的系统频率；△T相临两参考时刻的间隔时间。
（4）荡判断起动线路同一相电流变化，0.5s内最大值与最小值之差 ≥10% 时起动振荡录波，并判断振荡是否平息。并利用负序电流及零序电流的变化dI2+ dI0 检测振荡中是否发生故障。
（5）开关量起动通过配置可设定任何开关量作为起动条件、变位方式可选。
（6）正序、负序和零序电压启动判据。电力系统故障时，正序、负序和零序电压均可以看成故障分量，因此可以利用这些量变化启动录波，具体可以按如下判据启动：U2（负序）>= 3/1000*UN。U1（正序）>= 90/1000*UN。U0（零序）>= 2/1000*UN。
随着变电站自动化系统的快速发展，通信协议的数量和协议转换接口的数量都增加了很多，这是因为变电站没有统一的标准，每个厂家生产出来的设备不能实现互操作或者互操作性很差，并且每个厂家都为自家的产品制定了通信协议，这样就导致设备间的操作很困难，信息的共享麻烦，所以必须使用规约转换器来进行协议转换，而规约转换器无论在可靠性上、运行速度上还是价格上都不乐观，性价比很低。
3 结语
随着智能化电气设备的快速发展，尤其是智能终端、电子式互感器、智能开关等智能设备的出现，智能变电站逐渐从理论变为现实，最终在电力系统中发挥作用。由于变电站中数据采集和数据同步等特性的不同，传统的故障录波装置及保护信息子站等后台装置采用比较常见的IEC 60870-5-103或者DNP规约，通过硬接线接入装置采集电流电压等模拟量信号和跳合闸命令、位置状态等开关量信号，不能满足变电站对数字化的要求，而基于IEC61850标准的故障录波装置，通过对智能变电站中数据对象的订阅来实现数据的自由记录，网络代替了大量传统的电缆，IED信息共享更加快捷。当系统扩容或者需要调整采集对象时，只需修改订阅参数，所以说智能变电站故障录波装置具有良好的发展前景。
参考文献
[1]耿建风.智能变电站设计与应用[M].北京：中国电力出版社，2011，1-30.
[2]覃剑.智能变电站技术与实践[M].北京：中国电力出版社，2010（05）.
作者单位
延长油田股份有限公司杏子川采油厂 陕西省安塞县 717400