〔摘要〕介紹了大亞灣核電站400kV/500kV開關站故障錄波裝置更換情況及效果，具體描述了改造后使用的故障錄波器的硬件設備及軟件結構。〔關鍵詞〕開關站；故障錄波器；系統改進大亞灣核電站400kV/500kV開關站故障錄波裝置原來采用的是美國ROCHESTER公司開發的第一代TR-1630微機型故障錄波器，隨著時間的推移，在系統的運行過程中逐漸暴露出一些問題：故障率較高；設備專用性強，在故障時必須返回原廠維修；采購不到備件，維修周期長、費用高，而且服務沒有保證。因而有必要對微機型故障錄波器進行升級改造。
1改進系統簡介改進系統采用武漢吉特威電子有限公司自主研制生產的GTW-II型故障錄波器。這是一種分散型的故障錄波器，主要包含硬件和軟件兩個部分。

1.1硬件部分共配有11個錄波單元，每個錄波單元主錄一條線路，其中1個錄波單元后備，相鄰的兩個單元互為備用。系統結構如圖1所示。每個錄波單元由變送器、采樣卡和采集站組成。智能化采樣卡具有以下一些特點：與ISA總線(工業標準總線)完全兼容，即可應用于ISA總線的商用機和工控機；卡上帶CPU，自成獨立子系統，其運行不占主機CPU時間；采用雙端口，大大提高了卡的工作效率，解決了主機與卡轉送數據時的瓶頸問題；采集速度快，轉換時間短；模塊化結構，插入主機總線槽即可工作。由于計算機時鐘系統固有的一些問題，使其時鐘系統在毫秒數量級上無法進行校準，而故障錄波系統為了判定事故發生的先后順序，必須精確到毫秒級。為了解決這個問題，在開關站新的故障錄波器中，專門設置了GPS對時系統，保證各錄波單元之間的時標誤差小于0.2ms，GPS接收器保證時鐘源與標準時鐘一致。

1.2軟件部分大亞灣核電站開關站故障錄波系統軟件分4個層次，包括各種數據采集卡軟件、數據采集站軟件、實時網絡軟件、分析站軟件，如圖2所示。數據采集卡軟件包括模擬量采集軟件、開關量采集軟件、頻率量采集軟件和GPS同步時鐘卡軟件等4種。實時網絡軟件又分為現場數據采集局域網的信息傳輸軟件和與管理信息系統網絡進行數據交流的網際信息傳輸軟件。

1.2.1采集站軟件模塊設置有以下一些模塊：內存管理模塊、時鐘與定時器調用模塊、中斷服務模塊、初始化報警模塊、網絡傳輸模塊、人機交互模塊、記錄過程調度模塊、啟動判斷模塊等。其核心是啟動判斷模塊，包含的故障啟動判據有:(1)相電壓、零序電壓突變量；(2)正序電壓越限；(3)負序電壓越限；(4)零序電壓越限；(5)主變中性點電流越限；(6)頻率越限與頻率變化率；(7)1.5s內電流變差；(8)相電流突變量；(9)相電流越限；(10)負序電流越限；(11)零序電流越限；(12)指定開關量變位；(13)手動、遠程啟動。

1.2.2分析站軟件模塊錄波系統硬件設置模塊：主要用于管理系統硬件參數庫中相關內容。可以改變采集卡管理數據庫，新增、刪除、修改采集站配置，改變網絡和通信標準。當電力系統線路改變或擴建時，管理員可用此功能進行相應配置調整。當改變系統硬件參數庫中內容時，有關內容迅速通過網絡傳遞到整個錄波網絡系統。

1.2.3被錄線路的啟動參數整定模塊主要用于管理被錄線路的啟動參數庫中相關內容。可以改變啟動參數數據庫，管理員可用此功能進行相應的用戶名、啟動參數值、線路參數的設定。當改變被錄線路的啟動參數庫中內容時，有關內容通過網絡傳遞到整個錄波網絡系統。

1.2.4網絡傳送與故障錄波數據管理模塊故障錄波數據通過網絡模塊進行收集與傳送，故障數據經檢驗、格式轉換、故障分析后存入故障錄波主數據庫。另設故障錄波臨時數據庫，未經系統鑒別或未經過格式轉換模塊轉換的故障錄波數據不進入主數據庫。網絡傳送與故障錄波數據管理模塊工作原理如圖3所示。

1.2.5故障分析模塊用于對故障記錄數據進行下列分析：(1)電量分析：分析電力系統故障前后電流、電壓、頻率、功率變化的特征(如最大最小峰值等)。(2)故障判定：判定故障輸電線路、故障類型。可分辨以下10種故障：三相故障1種；二相短路故障3種；二相接地短路3種、單相接地短路故障3種。(3)測定輸電線路上故障點距離。

1.2.6故障波形顯示與打印模塊故障波形可自由縮放、標注、編輯。模擬量、開關動作、頻率量均可以時序方式波形顯示和打印。

1.2.7系統診斷模塊系統診斷模塊用于監控故障錄波系統的運行，提供故障錄波系統管理員使用的工作平臺。它的主要作用有：(1)監控主機系統、操作系統、網絡、數據庫系統的運行。(2)監控、管理各采集站的運行，必要時重新啟動該站。(3)監測各采集卡和各采集通道的實時數據。

1.2.8密碼安全管理模塊雖然系統主要在專用網絡環境中運行，但實際運行中，系統尚可能經過工業數據采集網、磁盤介質與外界網絡互聯等。為了提高網絡安全性，采用了密碼安全管理模塊。密碼安全管理模塊用于隔離外界網絡對故障錄波操作系統、數據庫管理系統的侵入。外界系統只有通過了安全認證這一關，才可以得到系統應用服務程序提供的服務。密碼安全管理模塊主要提供如下兩種服務：(1)對系統收到的數據塊進行驗證，以證實其是否是故障錄波系統中合法用戶所發，并可識別相應用戶的目的；(2)對數據的完整性進行檢查，以防止數據被中途篡改或在傳輸過程中發生錯誤。密碼安全管理模塊提供調用接口給各應用模塊。

1.2.9遠程訪問子系統遠程訪問子系統提供調度部門遠程訪問端口。2改進效果改造后的故障錄波系統具有以下幾方面的特點：(1)可靠性高。這是由系統結構決定的。大亞灣核電站開關站故障錄波系統采用了按線路分散錄波，交叉備用，集中分析的系統結構。由于每臺錄波單元負荷較小，故障幾率變小；互為備用的模式保證在一個錄波單元故障時有補救措施；數據在采集站和分析站雙重保存，避免錄波數據丟失。(2)時鐘系統先進。徹底摒棄了對時誤差較大的網絡對時和計算機時鐘系統，用專用的對時系統將對時精度提高到0.2ms，為事故分析提供了強大的支持。(3)故障分析軟件界面友好，分析工具先進。