電力系統故障錄波器是故障錄波器用于電力系統，可在系統發生故障時，自動地、準確地記錄故障前、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，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統安全運行水平均有著重要作用。本文首先介紹了數字化變電站中符合IEC61850標準的智能電子設備(IED)的模型建立方法。以某個具有代表性的線路保護裝置為例，詳細設計了該保護裝置的數字化模型，為其他變電站自動化裝置以及本文要分析的故障錄波器提供建模基礎。數字化變電站網絡結構對錄波器設計有決定性的作用，需要針對不同規模變電網絡的具體情況設計相應的網絡，因此本文針對典型變電站提出合理的網絡設計方法。最后，提出了數字化故障錄波器的硬件選型、軟件流程等設計，并提出目前較為合理的過程層數據格式標準方案。
1 總體結構
1.1 變電站的結構
數字化變電站在物理結構上分為兩類，即智能化的一次設備和網絡化的二次設備;而在邏輯結構上可分為3個層次，根據IEC61850協議定義，分別為過程層、間隔層、站控層(或變電站層)。各層內部及各層之間采用高速網絡通信，整個系統的通信網絡可以分為：站控層和間隔層之間的間隔層通信網、以及間隔層和過程層之間的過程層通信網。間隔層在站內按間隔分布式布置，各間隔設備之間相對獨立;間隔層和過程層之間的網絡采用單點向多點的單向傳輸光纖以太網，在標準中稱為過程總線。
1.2 故障錄波器系統構成
數字化故障錄波器使用分層的系統設計，包括前端的協議轉換器部分以及后端的故障判斷與錄波設備兩部分。協議轉換器采用PowerPC8 270處理器結構和VxWorks操作系統，其中包括IEC61850協議處理模塊、數據同步模塊、傳統站數據模塊、數據通信模塊和時間同步模塊。如圖2所示。
IEC 61850標準是由國際電工委員會(InternatiONal Electro technical Commission)第57技術委員會于2004年頒布的、應用于變電站通信網絡和系統的國際標準。作為基于網絡通訊平臺的變電站唯一的國際標準，IEC61850標準吸收了IEC60870系列標準和UCA的經驗，同時吸收了很多先進的技術，對保護和控制等自動化產品和變電站自動化系統(SAS)的設計產生深刻的影響。它將不僅應用在變電站內，而且將運用于變電站與調度中心之間以及各級調度中心之間。國內外各大電力公司、研究機構都在積極調整產品研發方向，力圖和新的國際標準接軌，以適應未來的發展方向。
