電力系統(tǒng)故障錄波器是故障錄波器用于電力系統(tǒng)，可在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)地、準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平均有著重要作用。本文首先介紹了數(shù)字化變電站中符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能電子設(shè)備(IED)的模型建立方法。以某個(gè)具有代表性的線路保護(hù)裝置為例，詳細(xì)設(shè)計(jì)了該保護(hù)裝置的數(shù)字化模型，為其他變電站自動(dòng)化裝置以及本文要分析的故障錄波器提供建�；�礎(chǔ)。數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)錄波器設(shè)計(jì)有決定性的作用，需要針對(duì)不同規(guī)模變電網(wǎng)絡(luò)的具體情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，因此本文針對(duì)典型變電站提出合理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法。最后，提出了數(shù)字化故障錄波器的硬件選型、軟件流程等設(shè)計(jì)，并提出目前較為合理的過程層數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)方案。
　　1 總體結(jié)構(gòu)
　　1.1 變電站的結(jié)構(gòu)
　　數(shù)字化變電站在物理結(jié)構(gòu)上分為兩類，即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備;而在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為3個(gè)層次，根據(jù)IEC61850協(xié)議定義，分別為過程層、間隔層、站控層(或變電站層)。各層內(nèi)部及各層之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信，整個(gè)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)可以分為：站控層和間隔層之間的間隔層通信網(wǎng)、以及間隔層和過程層之間的過程層通信網(wǎng)。間隔層在站內(nèi)按間隔分布式布置，各間隔設(shè)備之間相對(duì)獨(dú)立;間隔層和過程層之間的網(wǎng)絡(luò)采用單點(diǎn)向多點(diǎn)的單向傳輸光纖以太網(wǎng)，在標(biāo)準(zhǔn)中稱為過程總線。
1.2 故障錄波器系統(tǒng)構(gòu)成
　　數(shù)字化故障錄波器使用分層的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括前端的協(xié)議轉(zhuǎn)換器部分以及后端的故障判斷與錄波設(shè)備兩部分。協(xié)議轉(zhuǎn)換器采用PowerPC8 270處理器結(jié)構(gòu)和VxWorks操作系統(tǒng)，其中包括IEC61850協(xié)議處理模塊、數(shù)據(jù)同步模塊、傳統(tǒng)站數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)通信模塊和時(shí)間同步模塊。如圖2所示。
　　IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)是由國際電工委員會(huì)(InternatiONal Electro technical Commission)第57技術(shù)委員會(huì)于2004年頒布的、應(yīng)用于變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。作為基于網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)的變電站唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)吸收了IEC60870系列標(biāo)準(zhǔn)和UCA的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)吸收了很多先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)保護(hù)和控制等自動(dòng)化產(chǎn)品和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)(SAS)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生深刻的影響。它將不僅應(yīng)用在變電站內(nèi)，而且將運(yùn)用于變電站與調(diào)度中心之間以及各級(jí)調(diào)度中心之間。國內(nèi)外各大電力公司、研究機(jī)構(gòu)都在積極調(diào)整產(chǎn)品研發(fā)方向，力圖和新的國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，以適應(yīng)未來的發(fā)展方向。