CN107769880A - 一种广域故障录波同步结束方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种广域故障录波同步结束方法和系统，系统中在每个变电所内分别设置故障录波装置并按照供电系统结构分组，将同组装置接入卫星授时系统，并通过通信网络连接通信。方法为：故障录波装置启动或者返回后，都向同一组内的其它装置发送启动信号或返回信号，故障录波装置本机返回或者接收到网络返回信号时，开始等待△T时长；并依据等待期间组内各故障录波装置的返回状态，将相应的标志有效位置1；在等待结束时若标志有效位都为1，则以组内返回信号中最晚返回时刻结束录波；若不全为1则以组内△T结束的最晚时刻结束录波。本发明可以利用已经建设的非实时E1网络进行同步通信，并能够实现广域故障录波同步结束，为系统故障分析提供更加可靠完整的数据支持。

Description

一种广域故障录波同步结束方法和系统

技术领域

本发明涉及供电系统广域录波技术领域，特别是一种广域故障录波同步结束方法和系统。

背景技术

目前针对于牵引供电系统的广域故障录波同步结束还未有考虑，这并不利于从系统层面分析故障，例如牵引供电系统内发生多点故障，AT变电所故障切除启动返回结束录波，而分区所可能故障还未切除并在持续录波中，这样最终的录波数据就因为缺少部分AT变电所数据，而不能全面地反映系统在整个故障期间的状态，进而不利于对系统进行故障分析。

《电力系统广域保护故障录波方法》（专利申请号：201210035742.9）提出了基于IEC61850-9-2通信协议的广域同步方法，但也仅只针对广域同步触发录波对于同步结束未做考虑，并且该方法对通信网络的实时性、专用性和通信带宽要求较高。以铁路牵引供电系统为例，仅能够提供E1通信网络来实现同步通信。E1网络受路由链路动态生成的影响，通信延时具有较大的离散性；而且E1网络的通信带宽仅有2Mbps，不能满足IEC61850-9-2的通信带宽要求。在这种情况下，为了实现上述专利中的同步方法，则需要搭建专用的广域过程层通信网络，建设成本过高。

发明内容

本发明的目的是，提出一种广域故障录波同步结束方法和系统，其可以利用已经建设的非实时E1网络进行同步通信，并能够实现广域故障录波同步结束，为系统故障分析提供更加可靠完整的数据支持。

本发明采取的技术方案为：一种广域故障录波同步结束方法，各变电所分别设有故障录波装置，各故障录波装置分别接入同一卫星授时系统，且多个故障录波装置之间可通过通信网络连接通信；

广域故障录波同步结束方法包括：

S1，对多个故障录波装置进行分组，同组的各故障录波装置通过通信网络连接通信；

S2，设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

S3，对于各故障录波装置，分别定义状态标识符，所述状态标识符包括对应同组中每个故障录波装置的故障返回标识位；

S4，当一组内的任意一故障录波装置启动，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号；当一组内任意一故障录波装置启动返回，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；

所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址信息以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

S5，对于一组内的任一故障录波装置，当该故障录波装置启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则该故障录波装置开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，故障录波装置根据自身启动返回状态以及接收到的网络返回信号中所包含的装置IP地址信息，将相应的故障返回标识位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若故障录波装置自身启动或者接收到网络启动信号，则将相应的故障返回标识位置为0；

S6，组内各故障录波装置分别记录自身延时等待△T结束时刻，并通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

S7，各故障录波装置判断状态标识符中的各故障返回标识位是否全为0，若全为0则继续监视；否则判断状态标识符中的各故障返回标识位是否全为1：

若各故障返回标识位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若故障返回标识位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。

本发明在应用时，由于通过卫星授时系统进行了时间同步，因此对组内各故障录波装置来说，最晚启动返回时刻或△T结束的最晚时刻都是唯一和统一的，所有装置按照上述逻辑确定的录波终止时刻来结束录波，即可保证同一时间结束录波。本发明方法对通信网络的实时性要求不高，可以利用既有非实时通信网络实现广域同步结束录波，将能够确保故障录波数据覆盖故障全过程，这不仅有益于系统故障分析且具有一定实用价值。

进一步的，本发明还包括：

S8，对于组内各故障录波装置，截取本机启动时刻到录波终止时刻的录波数据，并存储。可保证本发明最终获取的组内所有故障录波装置的录波数据，能够全面地反映一组故障录波装置对应的供电系统，在整个故障期间的状态，而不会缺少部分变电所部分故障时段的数据。

优选的，所述卫星授时系统为GPS或北斗卫星系统。

优选的，所述通信网络为E1网络。由于本发明延时等待时间，以及延时等待过程中同步时间选择方案的相关设计，使得多个故障录波系统之间的同步结束录波不再受到网络延时的影响，因此可以利用既有的E1网络进行通信，减少成本投入。

优选的，S1中，按照各故障录波装置所处的变电所之间的供电结构关系进行分组，如沿牵引供电线路中依次设置的牵引所、AT所和分区所中的故障录波装置为一组，则整条牵引供电线路分为多组，各组中的故障录波装置分别通过通信网络互相连接通信，实现同组故障录波装置的录波同步结束。对故障录波装置的分组可减少数据冗余，提高处理效率。

优选的，S2中最大录波时长T根据故障录波装置的存储能力设置，包括硬件和软件系统的存储能力。△T为延时等待时间，也即等待本机启动返回或网络返回信号的延时，其时长的选择需根据通信网络的延时情况和故障录波装置数据缓存能力综合确定，应大于网络延时，但最大不超过故障录波装置数据缓存能力。

优选的，S5中，所述记录启动返回的时刻包括：对于本机，即直接记录自身启动返回的时刻，对于组内其它故障录波装置，即根据网络返回信号中所包含的绝对时标确定相应的启动返回时刻，并记录。

本发明还公开另一种广域故障录波同步结束方法，各变电所分别设有故障录波装置，各故障录波装置分别接入卫星授时系统，且多个故障录波装置之间可通过通信网络连接通信；

广域故障录波同步结束方法包括：

S1，对多个故障录波装置进行分组，同组的各故障录波装置通过通信网络连接通信；

S2，设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

S3，对于各故障录波装置，分别定义故障返回标识位和录波终止标识位，所述录波终止标识位包括对应同组中每个故障录波装置的录波终止标识有效位；

S4，当一组内的任一故障录波装置启动，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号；当一组内任一故障录波装置启动返回，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；

所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址信息，以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

S5，对于一组内的任一故障录波装置，当该故障录波装置启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则该故障录波装置将自身故障返回标识位置为1，同时开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，故障录波装置根据自身启动返回状态以及接收到的网络返回信号的装置IP地址，将相应的录波终止标识有效位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若自身启动或者接收到网络启动信号，则将相应的录波终止标识有效位置为0；当同组内所有故障录波装置对应的录波终止标识有效位皆为0，则组内各故障录波装置将故障返回标识位置为0 ；

S6，组内各故障录波装置分别记录自身延时等待时间△T的结束时刻，并通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

S7，各故障录波装置判断自身故障返回标识位是否为1，若故障返回标识位为0，则继续监视；若故障返回标识位为1，则根据各录波终止标识有效位的值确定录波终止时刻：

若各录波终止标识有效位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若录波终止标识有效位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。

优选的，S5中，在等待△T时长的过程中，当同组内所有故障录波装置对应的录波终止标识有效位皆为0，并将组内各故障录波装置将故障返回标识位置为0后，结束△T的等待计时，并继续监视本机启动返回状态以及网络返回信号，重复步骤S5。

优选的，S7中，在判断各故障录波装置的故障返回标识位是否为1时，若故障返回标识位为0，则继续监视本机启动返回状态以及网络返回信号，重复步骤S5至S6。

本发明还公开一种广域故障录波同步结束系统，包括设置于供电线路上各变电所的故障录波装置，多个故障录波装置分为多组，同组中各故障录波装置分别接入卫星授时系统，并可通过通信网络连接通信；

各故障录波装置分别包括：

录波和延时时长设定模块，用于设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

状态标识符定义模块，用于定义各故障录波装置的状态标识符，所述状态标识符包括对应组内各故障录波装置的故障返回标识位；

网络信号发送模块，用于在故障录波装置启动时，通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号，以及在障录波装置启动返回时，通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址，以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

启动返回状态监视模块，用于监视同组各故障录波装置的启动返回状态，当自身启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，启动返回状态监视模块根据本机启动返回状态以及接收到的网络返回信号的装置IP地址，将状态标识符中相应的故障返回标识位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若本机启动或者接收到网络启动信号，则启动返回状态监视模块将相应的故障返回标识位置为0；

延时结束信号发送模块，用于在延时等待时间△T结束后，通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

以及录波终止时刻判定模块，用于：

当延时等待时间△T结束，各故障录波装置分别通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

同时，各故障录波装置判断状态标识符中各故障返回标识位是否全为0，若故障返回标识位全为0，则继续监视；否则判断故障返回标识位是否全为1：

若各故障返回标识位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若故障返回标识位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。

有益效果

本发明利用卫星授时系统为多个故障录波装置同步绝对时标，使得需要录波同步结束的多个故障录波装置的启动返回时刻可相互参考，并作为判定录波结束时刻的依据，保证了同组中各故障录波装置录波同步结束的可靠性。同时本发明根据网络延时特性设置延时等待时间，并在延时等待时间内监视同组内各故障录波装置的启动返回状态，进而选取启动返回时刻最晚的故障录波装置对应的启动返回时刻，作为录波终止时刻，保证了最终截取的波形的完整性，能够反映整个故障期间各相关供电线路的状态，进而可使得故障分析结果更加准确可靠。由于本发明考虑了网络延时的因素设置延时等待时间时间，因此可直接应用既有的E1网络，无需过多增加建设成本。

附图说明

图1所示为本发明一种方法的具体实施例流程示意图；

图2所示为本发明另一种方法的具体实施例流程示意图；

图3所示为本发明利用绝对时标实现录波同步结束机制示意图；

图4所示为一种实施例的高速铁路牵引供电系统广域录波同步结束系统配置示意图；

其中：T为最大录波时长，即从启动录波时刻开始可记录存储数据的最大时长；△T为延时等待时间；T1为△T结束时刻向前倒退时长，也即当前时刻与同一组内最晚启动返回时刻之间的时间长度，单位为毫秒。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步说明。

参考图1至图3，本发明的广域故障录波同步结束方法的结构基础为，各变电所分别设有故障录波装置，各故障录波装置分别接入同一卫星授时系统，且多个故障录波装置之间可通过通信网络连接通信，如图3。

实施例1

如图1所示，本实施例的广域故障录波同步结束方法包括：

S1，对多个故障录波装置进行分组，同组的各故障录波装置通过通信网络连接通信；

S2，设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

S3，对于各故障录波装置，分别定义状态标识符，所述状态标识符包括对应同组中每个故障录波装置的故障返回标识位；

S4，当一组内的任意一故障录波装置启动，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号；当一组内任意一故障录波装置启动返回，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；

所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址信息以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

S5，对于一组内的任一故障录波装置，当该故障录波装置启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则该故障录波装置开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，故障录波装置根据自身启动返回状态以及接收到的网络返回信号中所包含的装置IP地址信息，将相应的故障返回标识位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若故障录波装置自身启动或者接收到网络启动信号，则将相应的故障返回标识位置为0；

S6，组内各故障录波装置分别记录自身延时等待△T结束时刻，并通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

S7，各故障录波装置判断状态标识符中的各故障返回标识位是否全为0，若全为0则继续监视；否则判断状态标识符中的各故障返回标识位是否全为1：

若各故障返回标识位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若故障返回标识位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。

本发明在应用时，由于通过卫星授时系统进行了时间同步，因此对组内各故障录波系统来说，最晚启动返回时刻或△T结束的最晚时刻都是唯一和统一的，所有装置按照上述逻辑确定的录波终止时刻来结束录波，即可保证同一时间结束录波。本发明方法对通信网络的实时性要求不高，可以利用既有非实时通信网络实现广域同步结束录波，将能够确保故障录波数据覆盖故障全过程，这不仅有益于系统故障分析且具有一定实用价值。

进一步的，本发明还包括：S8，对于组内各故障录波装置，截取本机启动时刻到录波终止时刻的录波数据，并存储。可保证本发明最终获取的组内所有故障录波装置的录波数据，能够全面地反映一组故障录波装置对应的供电系统，在整个故障期间的状态，而不会缺少部分变电所部分故障时段的数据。

实施例2

如图2所示，本实施例的广域故障录波同步结束方法包括：

S1，对多个故障录波装置进行分组，同组的各故障录波装置通过通信网络连接通信；

S2，设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

S3，对于各故障录波装置，分别定义故障返回标识位和录波终止标识位，所述录波终止标识位包括对应同组中每个故障录波装置的录波终止标识有效位；

S4，当一组内的任一故障录波装置启动，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号；当一组内任一故障录波装置启动返回，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；

所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址信息，以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

S5，对于一组内的任一故障录波装置，当该故障录波装置启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则该故障录波装置将自身故障返回标识位置为1，同时开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，故障录波装置根据自身启动返回状态以及接收到的网络返回信号的装置IP地址，将相应的录波终止标识有效位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若自身启动或者接收到网络启动信号，则将相应的录波终止标识有效位置为0；当同组内所有故障录波装置对应的录波终止标识有效位皆为0，则组内各故障录波装置将故障返回标识位置为0 ；

S6，组内各故障录波装置分别记录自身延时等待时间△T的结束时刻，并通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

S7，各故障录波装置判断自身故障返回标识位是否为1，若故障返回标识位为0，则继续监视；若故障返回标识位为1，则根据各录波终止标识有效位的值确定录波终止时刻：

若各录波终止标识有效位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若录波终止标识有效位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻；

S8，对于组内各故障录波装置，截取本机启动时刻到录波终止时刻的录波数据，并存储。

实施例3

基于实施例1和实施例2，本发明所述卫星授时系统为GPS或北斗卫星系统。通信网络为E1网络。由于延时等待时间以及延时等待过程中同步时间选择方案的相关设计，使得多个故障录波系统之间的同步结束录波不再受到网络延时的影响，因此可以利用既有的E1网络进行通信，减少成本投入。

S1中，按照各故障录波装置所处的变电所之间的供电结构关系进行分组，如沿牵引供电线路中依次设置的牵引所、AT所和分区所中的故障录波装置为一组，则整条牵引供电线路分为多组，各组中的故障录波装置分别通过通信网络互相连接通信，实现同组故障录波装置的录波同步结束。对故障录波装置的分组可减少数据冗余，提高处理效率。

S2中最大录波时长T根据故障录波装置的存储能力设置，包括硬件和软件系统的存储能力。△T为延时等待时间，也即等待本机启动返回或网络返回信号的延时，其时长的选择需根据通信网络的延时情况和故障录波装置数据缓存能力综合确定，应大于网络延时，可设置为100ms，也可设置为500ms，但最大不超过故障录波装置数据缓存能力。

S5中，所述记录启动返回的时刻包括：对于本机，即直接记录自身启动返回的时刻，对于组内其它故障录波装置，即根据网络返回信号中所包含的绝对时标确定相应的启动返回时刻，并记录。

实施例4

本实施例基于实施例1，为一种广域故障录波同步结束系统，其包括设置于供电线路上各变电所的故障录波装置，多个故障录波装置分为多组，同组中各故障录波装置分别接入卫星授时系统，并可通过通信网络连接通信；

各故障录波装置分别包括：

录波和延时时长设定模块，用于设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

状态标识符定义模块，用于定义各故障录波装置的状态标识符，所述状态标识符包括对应组内各故障录波装置的故障返回标识位；

网络信号发送模块，用于在故障录波装置启动时，通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号，以及在障录波装置启动返回时，通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址，以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

启动返回状态监视模块，用于监视同组各故障录波装置的启动返回状态，当自身启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，启动返回状态监视模块根据本机启动返回状态以及接收到的网络返回信号的装置IP地址，将状态标识符中相应的故障返回标识位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若本机启动或者接收到网络启动信号，则启动返回状态监视模块将相应的故障返回标识位置为0；

延时结束信号发送模块，用于在延时等待时间△T结束后，通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

以及录波终止时刻判定模块，用于：

判断状态标识符中各故障返回标识位是否全为0，若故障返回标识位全为0，则继续监视；否则判断故障返回标识位是否全为1：

若各故障返回标识位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若故障返回标识位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。

实施例5

本实施例基于实施例2，为另一种广域故障录波同步结束系统，包括设置于供电线路上各变电所的故障录波装置，多个故障录波装置分为多组，同组中各故障录波装置分别接入卫星授时系统，并可通过通信网络连接通信；

各故障录波装置分别包括：

录波和延时时长设定模块，用于设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

状态标识符定义模块，用于定义各故障录波装置的状态标识符，所述状态标识符包括对应组内各故障录波装置的故障返回标识位；

网络信号发送模块，用于在故障录波装置启动时，通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号，以及在障录波装置启动返回时，通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址，以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

启动返回状态监视模块，用于监视同组各故障录波装置的启动返回状态，当自身启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，启动返回状态监视模块根据本机启动返回状态以及接收到的网络返回信号的装置IP地址，将状态标识符中相应的故障返回标识位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若本机启动或者接收到网络启动信号，则启动返回状态监视模块将相应的故障返回标识位置为0；

延时结束信号发送模块，用于在延时等待时间△T结束后，通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

以及录波终止时刻判定模块，用于：

判断状态标识符中各故障返回标识位是否全为0，若故障返回标识位全为0，则继续监视；否则判断故障返回标识位是否全为1：

若各故障返回标识位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若故障返回标识位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。

实施例6

参考图3所示的实施例，高速铁路牵引供电系统由牵引变电所、AT变电所（AT所）和分区变电所（分区所）组成，且三个变电所的间距在10km～15km范围内。接触网和正馈线共同为动车组机车提供电源，并同时与上述三类变电所相互连接。因此，接触网或者正馈线发生故障时，牵引供电系统的三类变电所的电流和电压都会出现不同程度的故障特征。

高速铁路牵引供电系统为55kV交流供电方式，为了保证对机车的供电电压，牵引所到分区所的间距被限制在25km以内；列车经过分区所后，将进入下一牵引变电所的供电范围。图3中的分区所即为牵引所1右侧供电臂和牵引所2左侧供电臂的分区点。由于分区所的位置和作用较为特殊，分区所内部设置了两套变压器设备，分别服务于两侧的供电臂。

图3中的每个变电所内都安装1台故障录波装置，并将装置可靠接入卫星授时系统，实现卫星对时同步。按照铁路相关标准的要求，授时系统选用GPS或北斗卫星系统。

将图3中的牵引供电系统根据录波需求划分为2个组。组1包括牵引变电所1、AT所1和分区所；组2包括牵引变电所2、AT所2和分区所。

所有故障录波装置都通过站内接口接入既有的铁路E1通信网络。E1网络是铁路综合通信网络的一个逻辑子网，带宽为2Mbps。利用E1网络，同一工作组内的故障录波装置可以相互通信，但是通信延时具有离散性，一般在100ms以内。

每台故障录波装置本机启动或返回后，都通过E1通信网络向同一组内的其它2台装置发送启动或返回信号（网络启动信号或网络返回信号），且发送的信号中带有自身启动或返回时刻的绝对时标以及IP地址信息。例如：某次故障切除后，若牵引系统中的3台装置都返回，则每台装置会自产1个返回信号和接收到2个网络返回信号。所有故障录波装置都通过站内接口接入既有的铁路E1通信网络。E1网络是铁路综合通信网络的一个逻辑子网，带宽为2Mbps。利用E1网络，同一工作组内的故障录波装置可以相互通信，但是通信延时具有离散性，一般在100ms以内。

每台故障录波装置本机启动或返回后，都通过E1通信网络向同一组内的其它2台装置发送启动或返回信号（网络启动信号或网络返回信号），且发送的信号中带有自身启动或返回时刻的绝对时标以及IP地址信息。例如：某次故障切除后，若牵引系统中的3台装置都返回，则每台装置会自产1个返回信号和接收到2个网络返回信号。

具体请参考图2，故障录波装置本机启动并首先返回，此时将故障返回标志置“1”，开始等待△T时长，在△T时间内先后接收到组内另外两台故障录波装置发送的网络返回信号，即SOE1和SOE2。每个网络返回信号都带有发送装置的返回时刻绝对时标以及IP地址。△T时间结束时，判断故障返回标志为真（1）并且录波终止标志有效位都为“1”，则装置比较本机返回时刻、SOE1的时标和SOE2的时标，选出最晚返回SOE1的绝对时标，从而得到最晚返回时刻。并在缓存区中，以当前时刻向前倒退T1时间作为录波终止时刻截取并存储录波。

由于SOE1信号在同一组内是最晚返回的，组内所有故障录波装置根据图1逻辑和图2方式都会选择SOE1的绝对时标来作为录波终止时刻截取录波，从而实现了广域同步结束录波。

本发明利用卫星授时系统为多个故障录波装置同步绝对时标，使得需要录波同步结束的多个故障录波装置的启动返回时刻可相互参考，并作为判定录波结束时刻的依据，保证了同组中各故障录波装置录波同步结束的可靠性。同时本发明根据网络延时特性设置延时等待时间，并在延时等待时间内监视同组内各故障录波装置的启动返回状态，进而选取启动返回时刻较晚的故障录波装置对应的启动返回时刻，作为录波终止时刻，保证了最终截取的波形的完整性，能够反映整个故障期间各相关供电线路的状态，进而可使得故障分析结果更加准确可靠。由于本发明考虑了网络延时的因素设置延时等待时间时间，因此可直接应用既有的E1网络，无需过多增加建设成本。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (10)

1.一种广域故障录波同步结束方法，其特征是，各变电所分别设有故障录波装置，各故障录波装置分别接入同一卫星授时系统，且多个故障录波装置之间可通过通信网络连接通信；

广域故障录波同步结束方法包括：

S1，对多个故障录波装置进行分组，同组的各故障录波装置通过通信网络连接通信；

S2，设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

S3，对于各故障录波装置，分别定义状态标识符，所述状态标识符包括对应同组中每个故障录波装置的故障返回标识位；

S4，当一组内的任意一故障录波装置启动，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号；当一组内任意一故障录波装置启动返回，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；

所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址信息以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

S5，对于一组内的任一故障录波装置，当该故障录波装置启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则该故障录波装置开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，故障录波装置根据自身启动返回状态以及接收到的网络返回信号中所包含的装置IP地址信息，将相应的故障返回标识位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若故障录波装置自身启动或者接收到网络启动信号，则将相应的故障返回标识位置为0；

S6，组内各故障录波装置分别记录自身延时等待△T结束时刻，并通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

S7，各故障录波装置判断状态标识符中的各故障返回标识位是否全为0，若全为0则继续监视；否则判断状态标识符中的各故障返回标识位是否全为1：

若各故障返回标识位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若故障返回标识位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，还包括：

S8，对于组内各故障录波装置，截取本机启动时刻到录波终止时刻的录波数据，并存储。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述通信网络为E1网络。

4. 根据权利要求1所述的方法，其特征是， S1中，沿牵引供电线路中依次设置的牵引所、AT所和分区所中的故障录波装置为一组，则整条牵引供电线路分为多组，各组中的故障录波装置分别通过通信网络互相连接通信。

5. 根据权利要求1所述的方法，其特征是， S2中最大录波时长T根据故障录波装置的存储能力设置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S5中，所述记录启动返回的时刻包括：对于本机，即直接记录自身启动返回的时刻，对于组内其它故障录波装置，即根据网络返回信号中所包含的绝对时标确定相应的启动返回时刻，并记录。

7.一种广域故障录波同步结束方法，其特征是，各变电所分别设有故障录波装置，各故障录波装置分别接入同一卫星授时系统，且多个故障录波装置之间可通过通信网络连接通信；

广域故障录波同步结束方法包括：

S1，对多个故障录波装置进行分组，同组的各故障录波装置通过通信网络连接通信；

S2，设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

S3，对于各故障录波装置，分别定义故障返回标识位和录波终止标识位，所述录波终止标识位包括对应同组中每个故障录波装置的录波终止标识有效位；

S4，当一组内的任一故障录波装置启动，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号；当一组内任一故障录波装置启动返回，则该故障录波装置通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；

所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址信息，以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

S5，对于一组内的任一故障录波装置，当该故障录波装置启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则该故障录波装置将自身故障返回标识位置为1，同时开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，故障录波装置根据自身启动返回状态以及接收到的网络返回信号的装置IP地址，将相应的录波终止标识有效位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若自身启动或者接收到网络启动信号，则将相应的录波终止标识有效位置为0；当同组内所有故障录波装置对应的录波终止标识有效位皆为0，则组内各故障录波装置将故障返回标识位置为0 ；

S6，组内各故障录波装置分别记录自身延时等待时间△T的结束时刻，并通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

S7，各故障录波装置判断自身故障返回标识位是否为1，若故障返回标识位为0，则继续监视；若故障返回标识位为1，则根据各录波终止标识有效位的值确定录波终止时刻：

若各录波终止标识有效位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若录波终止标识有效位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，S5中，在等待△T时长的过程中，当同组内所有故障录波装置对应的录波终止标识有效位皆为0，并将组内各故障录波装置将故障返回标识位置为0后，结束△T的等待计时，并继续监视本机启动返回状态以及网络返回信号，重复步骤S5。

9. 根据权利要求1所述的方法，其特征是， S7中，在判断各故障录波装置的故障返回标识位是否为1时，若故障返回标识位为0，则继续监视本机启动返回状态以及网络返回信号，重复步骤S5至S6。

10.一种广域故障录波同步结束系统，其特征是，包括设置于供电线路上各变电所的故障录波装置，多个故障录波装置分为多组，同组中各故障录波装置分别接入卫星授时系统，并可通过通信网络连接通信；

各故障录波装置分别包括：

录波和延时时长设定模块，用于设置各故障录波装置的最大录波时长T和延时等待时间△T；

状态标识符定义模块，用于定义各故障录波装置的状态标识符，所述状态标识符包括对应组内各故障录波装置的故障返回标识位；

网络信号发送模块，用于在故障录波装置启动时，通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络启动信号，以及在障录波装置启动返回时，通过通信网络向同组其它故障录波装置发送网络返回信号；所述网络启动信号和网络返回信号分别包括装置IP地址，以及启动或启动返回时刻对应的、由卫星授时系统同步的绝对时标；

启动返回状态监视模块，用于监视同组各故障录波装置的启动返回状态，当自身启动返回或者接收到同组内其它故障录波装置发出的网络返回信号，则开始等待△T时长；

在等待△T时长的过程中，启动返回状态监视模块根据本机启动返回状态以及接收到的网络返回信号的装置IP地址，将状态标识符中相应的故障返回标识位置为1，并记录相应的启动返回时刻；

在等待△T时长的过程中，若本机启动或者接收到网络启动信号，则启动返回状态监视模块将相应的故障返回标识位置为0；

延时结束信号发送模块，用于在延时等待时间△T结束后，通过通信网络向组内其它故障录波装置发送延时结束信号，所述延时结束信号中包括对应延时结束时刻的绝对时标；

以及录波终止时刻判定模块，用于：

判断状态标识符中各故障返回标识位是否全为0，若故障返回标识位全为0，则继续监视；否则判断故障返回标识位是否全为1：

若各故障返回标识位皆为1，则比较组内各故障录波装置对应的启动返回时刻，从中选择最晚的一个启动返回时刻，作为录波终止时刻；

若故障返回标识位不全为1，则选择组内各故障录波装置的延时等待时间△T最晚结束的时刻，作为录波终止时刻。