Systemy rejestracji i analizy zdarzeń i zakłóceń w urządzeniach elektroenergetycznych, na przykładzie konkretnych aplikacji

Referat porusza podstawowe problemy nowoczesnych systemów rejestracji. Dokument opisuje wymagania i tendencje rozwojowe docelowych systemów rejestracji w oparciu o zbieranie informacje z wielu źródeł danych występujących w układach elektroenergetycznych z uwzględnieniem rejestratorów kryterialnych.

Cechy charakterystyczne spotykanych mikroprocesorowych rejestratorów zakłóceń

Rejestratory można podzielić na dwie grupy: są to rejestratory autonomiczne oraz zintegrowane z innym układem automatyki elektroenergetycznej. Najczęściej rejestratory zintegrowane są częścią urządzeń automatyki zabezpieczeniowej, ale również wielu innych urządzeń jak: układów automatyki SZR, synchronizatorów czy regulatorów napięcia. Rejestratory zintegrowane z innymi układami automatyki stanowią dodatkową funkcję obok podstawowej, jaką jest wykonywanie odpowiedniego algorytmu działania. Rejestratory zintegrowane ograniczają się do rejestracji parametrów systemu związanych z działaniem danego urządzenia, sygnałów wprowadzanych na jego wejście oraz sygnałów wypracowywanych przez to urządzenie.

Natomiast rejestratory autonomiczne są to urządzenia specjalnie przeznaczone do rejestracji sygnałów, co jest ich głównym zadaniem. Swym zasięgiem obejmują (lub powinny obejmować) rejestrację wszystkich sygnałów potrzebnych do realizacji określonego celu wyznaczonego przez użytkownika obiektu. Skoro istnieją jakieś powody dla których stosuje się autonomiczne rejestratory zakłóceń, można wysnuć wniosek, że pośrednio – jak zawsze - są to powody ekonomiczne. Wartość informacji uzyskanej z tych rejestratorów powinna bowiem przewyższać koszty ich zainstalowania i obsługi.

W zależności od celu rejestracji zmienia się waga różnych aspektów rejestracji np. takich jak szybkość prezentacji wyników, dokładność, szerokość horyzontu czasowego, niezawodność (redundancja). Zatem do realizacji określonych celów rejestracji powinno się dobrać odpowiednie urządzenia rejestrujące, czasem do tego wystarczą rejestratory zintegrowane, a czasem jednak należy sięgnąć po bardziej zaawansowane rejestratory autonomiczne.

Podstawowe parametry rejestracji i ich wpływ na analizę zarejestrowanych danych.

Postawione cele rejestracji narzucają nam wybór odpowiednich parametrów i rodzajów rejestrowanych przebiegów. Parametrami rejestracji są przedstawione poniżej wybrane cechy charakterystyczne układu rejestrującego:

• częstotliwość próbkowania;
• rozdzielczość;
• dokładność;
• synchronizacja czasu, jednoczesność próbkowania;
• ciągłość rejestracji;
• wielkość pamięci rejestracji;
• kryteria pobudzania rejestracji;
• charakterystyka częstotliwościowa;
• dostęp do danych (szybkość, format, rodzaj łącza itp.)

W zależności od celu rejestracji wybrane parametry mają duże znaczenie, inne zaś są marginalne. Można sobie postawić takie cele rejestracji jak np.: analiza stanu zakłóceniowego (zwarcia), analiza działania automatyki, analiza zawartości harmonicznych, optymalizacja zużycia energii. Dla każdego z tych celów inne parametry rejestracji mogą okazać się kluczowe, i tak dla:

• analizy stanu zakłóceniowego (zwarcia) - kluczowymi parametrami są synchronizacja czasu, szybki i prosty dostęp do danych oraz ich wizualizacja, wielkość pamięci musi być odpowiednia do czasów działania zabezpieczeń, mniej ważna jest zaś dokładność czy częstotliwość próbkowania.
• analizy działania automatyki – np. analizy nastaw, tu z kolei istotna jest dokładność i rozdzielczość oraz bogate kryteria pobudzania, mniej istotna zaś jest szybkość dostępu do danych czy synchronizacja czasu.
• analizy zawartości harmonicznych – w tym przypadku najważniejszymi parametrami są częstotliwość próbkowania, charakterystyka częstotliwościowa i dokładność.
• optymalizacji zużycia energii – przy tym celu rejestracji ważne parametry to dokładność i ciągłość rejestracji oraz w niektórych przypadkach wielkość pamięci danych.

Oczywiście przytoczone tu przykłady nie wyczerpują wszystkich celów dla których dokonuje się rejestracji, ani nie pokazuje które parametry rejestracji są najważniejsze. Chcieliśmy jednak wykazać, że wyboru parametrów rejestracji należy dokonać po określeniu celu rejestracji. Przytoczone parametry rejestracji mogą się mieścić w bardzo szerokich granicach w zależności od modelu rejestratora, a warto wygospodarować odpowiednie środki na istotne w danej aplikacji parametry rejestracji.

Poniżej podano przedziały parametrów rejestratorów stacjonarnych obecnych na rynku, przeznaczonych do rejestracji zakłóceń. Można zauważyć tendencję, że wraz ze wzrostem mocy obliczeniowej procesorów i objętości pamięci producenci zwiększają rozdzielczość przetworników A/C oraz maksymalną częstotliwość próbkowania. Typowa klasa rejestratorów to 0,5 lub 1. Należy przy tym zwrócić uwagę, że klasa odnosi się do pełnego zakresu rejestracji, a nie do wartości mierzonej (chyba że producent określił inaczej). Ma to swoje konsekwencje szczególnie dla wejść prądowych, gdzie zakres rejestracji jest znacznie większy od prądów znamionowych. I tak np. dla rejestratora klasy 0,5 o zakresie rejestracji wejścia prądowego 100A i znamionowym prądzie 5A zadeklarowany maksymalny błąd wynosi 0,5 A, a więc 10% prądu znamionowego. A więc dokładność w zakresie prądów roboczych jest znacznie mniejsza niż to wynika z klasy rejestratora.

Typowe parametry rejestratorów autonomicznych:

Częstotliwość próbkowania:	2 – 12,8 kHz
Rozdzielczość:	10 – 16 bitów
Dokładność:	2 – 0,5%
Synchronizacja czasu:	impulsowa -> 1ms,
	łącze szeregowe -> 1 – 100ms
	sieć informatyczna LAN -> 10-100ms,
	zegar DCF - > 1 - 10ms
	odbiornik satelitarny GPS -> 0,1 – 10ms
	IRIG-B -> 1-10ms
Pamięć dla pojedynczej rejestracji:	100tys. – 8mln próbek
Pamięć na wszystkie rejestracje:	2mln – pojemność dostępnych HDD (80GB)
Kryteria pobudzania:	- od zmiany na wejściu dwustanowym
	- od przekroczenia chwilowej wartości analogowej
	- od przekroczenia lub obniżenia wartości skutecznej
	- od przekroczenia lub obniżenia wyliczonych wartości elektrycznych (moc, częstotliwość itp.)
	- od szybkości zmian wybranych wartości
	- przez sieć informatyczną
	- o określonym czasie
Wejścia dwustanowe:
Ilość:	8 – 120 (pojedynczy rejestrator);
Napięcie znamionowe:	24 – 220V najczęściej DC
Wejścia analogowe:
Ilość:	4 – 32 (pojedynczy rejestrator); Czasami wymagane są zew. ukł. Dopasowujące
Wartości znamionowe wejść:	100V, 100/?3, 1A, 5A
Krotność rejestracji prądu:	4 – 100

Trendy rozwojowe powiększania funkcjonalności układów rejestrujących

Mając do dyspozycji coraz większe moce obliczeniowe procesorów producenci rejestratorów wprowadzają do nich nowe funkcje niezwiązane bezpośrednio z podstawową funkcją rejestracji zakłóceń. Te dodatkowe funkcje często podnoszą komfort pracy użytkownika, są to np. funkcje wymienione poniżej:

• bieżące pomiary wartości wejściowych
• obliczanie wartości kryterialnych (moce, częstotliwości składowe symetryczne itd.)
• dostarczanie wielkości mierzonych dla innych urządzeń automatyki lub systemu sterowania (jako wyjścia 4-20mA lub poprzez sieć informatyczną)
• automatyczna analiza zakłóceń – np. lokalizacja miejsca zwarcia
• analiza zawartości wyższych harmonicznych (on-line lub off-line) i generowanie raportów
• rejestratory zdarzeń
• dostarczanie danych do rejestratorów trendów i do wizualizacji on-line
• sygnalizacja stanów alarmowych (od przekroczenia wybranych parametrów)
• funkcje zabezpieczeniowe (rezerwowe) z możliwością sterowania wyłącznikiem

Należy spodziewać się, że w przyszłości rejestratory nie będą różnić się harware’m od innych układów automatyki, a jedynie wprowadzonym algorytmem działania. Rozbudowywane będą też funkcje dodatkowe rejestratorów. Należy również się spodziewać rozwoju interfejsów komunikacyjnych, szczególnie w stronę podłączenia rejestratorów do sieci lokalnych i internetu opartych o sieć ETHERNET. Coraz większego znaczenia będzie nabierać dokładna synchronizacja czasu, coraz częściej do tego celu będzie wykorzystywać się informatyczną oraz odbiorniki satelitarne GPS. Szczególnie ten drugi sposób pozwala na synchronizację lepszą niż 100us. Wydaje się, że znaczniki czasu będą nadawane z rozdzielczością z większą dokładnością tzn. 0,1ms.

Standardy wymiany informacji pomiędzy systemami rejestrującymi

W obecnym stanie rozwoju informatyki, każde współczesne urządzenie automatyki może być potencjalnym źródłem danych dla systemów rejestracji. Aby umożliwić swobodną wymianę danych pomiędzy programami do analizy tych danych powstała norma EN 60255-24. Ostatnia aktualizacja pochodzi z roku 2001, jej polski odpowiednikiem jest norma:

PN-EN 60255-24

„Przekaźniki elektroenergetyczne Część 24: Wspólny format wymiany danych o stanach zakłóceniowych (COMTRADE) w systemach elektroenergetycznych” wydanie luty 2004

Norma ta określa format plików z zarejestrowanymi danymi pozwalający przenosić te dane na inne platformy kompatybilne z tym systemem zapisu plików danych zakłóceniowych. Stosowanie zapisu plików według tej normy pozwoliło na dostarczanie danych z różnych źródeł do wspólnej bazy danych zakłóceń.

Niestety nie jest znormalizowany protokół lub protokoły pozwalające odczytać te dane z urządzenia rejestrującego. Najczęściej do „ściągnięcia” tych danych jest wymagane odpowiednie oprogramowanie dostarczone przez producenta urządzenia. Wyjątkiem jest tu używany w niektórych rejestratorach protokół FTP – powszechnie stosowany do przesyłania plików w internecie i sieciach lokalnych.

Istnieje także kilka standardów stosowanych do synchronizacji czasu. Takimi standardami są IRIG-B raczej nie używany w Polsce, standard ramki z odbiornika DCF (zegar frankfurcki), oraz standard ramki NMEA używany przez odbiorniki satelitarne GPS.

Pozyskiwanie danych dwustanowych - Definicja zdarzenia

Pojęcie zdarzenia pojawiło się w nowoczesnych mikroprocesorowych układach zabezpieczeń i sterowania wraz z zastosowaniem na szerszą skalę urządzeń mikroprocesorowych. W wielu przypadkach sygnalizacja oparta na zdarzeniach zastąpiła tradycyjne układy centralnej sygnalizacji oparte na urządzeniach elektromechanicznych lub elektronicznych. Oba te rozwiązania nie są całkowicie zamienne, ze względu na częściowo inny charakter dostarczanych informacji. Zdarzenie jest to zarejestrowana przez urządzenie akwizycyjne zmiana stanu sygnału dwustanowego. Sygnałami dwustanowym generującymi zdarzenia mogą być:

• pobudzenie lub odwzbudzenie wejścia dwustanowego
• zmiana stanu zmiennych wewnętrznych urządzenia np. pobudzenie, odwzbudzenie, zadziałanie funkcji zabezpieczeniowej przekaźnika zabezpieczeniowego.
• przekroczenie nastawionej w urządzeniu wartości sygnału analogowego

Zdarzenie dostarcza użytkownikowi następujących informacji:

• Powiadamia o zmianie stanu sygnału dwustanowego lub stanu warunku logicznego – wyświetlenie informacji, sygnał akustyczny, wydruk bieżący, rejestracja
• Podaje precyzyjny czas zaistnienia zdarzenia – pozwala na określenie chronologii

Zdarzenie NIE POZWALA NA OKREŚLENIE BIEŻĄCEGO STANU SYGNAŁU, który był powodem wygenerowania zdarzenia.

Zdarzenie jest pojęciem określającym zaistnienie w układzie określonego faktu w konkretnym czasie (jest znakowane u źródła stopką czasową). Zdarzenie nie niesie informacji o stanie sygnału (można się go tylko „domyślać” na podstawie zdarzenia), który wywołał pojawienie się zdarzenia, a zatem na podstawie wyłącznie informacji o zdarzeniach nie jest możliwe jednoznaczne (pewne w 100%) określenie bieżącego stanu układu.

Rodzaje źródeł zdarzeń
Źródła zdarzeń możemy podzielić na dwie zasadnicze grupy: sterowniki programowalne (urządzenia o dużej ilości we/wy stanowiące elementy wykonawcze systemów sterowania) oraz dedykowane urządzenia mikroprocesorowe (zabezpieczenia, regulatory, itp.).

Pierwsza grupa urządzeń w większości przypadków generuje zdarzenia w momencie zmiany stanu sygnału wejściowego lub wyjściowego. Na podstawie tego typu zdarzeń, przy założeniu, że komunikacja ze sterownikiem przez cały czas była nie zakłócona, można odtwarzać przebiegi czasowe sygnałów dołączonych do sterownika. Dla każdego zdarzenia do zbocza narastającego sygnału można znaleźć zdarzenie komplementarne (od zbocza opadającego tego samego sygnału).

Przykład:
Napięcie pomocnicze 220VDC: zanik (zbocze narastające sygnału o zaniku napięcia)
Napięcie pomocnicze 220VDC: obecność (zbocze opadające sygnału o zaniku napięcia)

Zasadniczo można stwierdzić, że tego typu urządzenia generują dwa razy więcej zdarzeń niż posiadają wejść i wyjść dwustanowych. Oczywiście możliwe jest generowanie zdarzeń na podstawie wewnętrznych algorytmów urządzenia.

Druga grupa urządzeń (urządzenia dedykowane) posiada stosunkowo małą ilość wejść/wyjść dwustanowych. Urządzenia te (zabezpieczenia, regulatory, automaty SZR) realizują skomplikowane algorytmy obliczeniowe i logiczne, generując przy tym znaczne ilości zdarzeń nie mających odniesienia do wejść i wyjść, a jedynie do pośrednich stanów logicznych wynikających z działania wewnętrznych algorytmów urządzenia. Bardzo często w takich przypadkach nie można zdefiniować par zdarzeń komplementarnych, a co za tym idzie nie da się odtwarzać stanów logicznych sygnałów w długich przedziałach czasowych.

Przykład:
Przekroczenie czasu granicznego – w przypadku do zaistnienia takiej sytuacji urządzenie generuje zdarzenie stwierdzające przekroczenie czasu i nie istnieje w liście zdarzeń urządzenia zdarzenie komplementarne do powyższego. Na temat odliczania czasu granicznego mamy jedynie informację o jego przekroczeniu. A zatem tej informacji w żaden sposób nie można przedstawić w formie przebiegu czasowego (brak informacji o „odpadzie” tego sygnału).

Wpływ prawidłowej klasyfikacji zdarzeń na jakość analiz zakłóceń w układzie elektroenergetycznym.

Szybkość analiz informacji z rejestratorów zdarzeń ma kluczowe znaczenie w sytuacjach awaryjnych, gdzie konieczne jest podjęcie decyzji o dalszej możliwości prowadzenia ruchu układu. Naturalną sytuacją we współczesnych systemach komputerowych jest gromadzenie w jednej, wspólnej systemowej bazie danych wszystkich zdarzeń z urządzeń mikroprocesorowych różnych producentów zarejestrowanych w ich wewnętrznych rejestratorach są. Na obecnym etapie rozwoju technik informatycznych problemu nie stanowi gromadzenie danych, ale ich przedstawienie, grupowanie filtrowanie w sposób umożliwiający szybką i precyzyjną analizę procesów zachodzących w układzie.

Tak postawione wymagania wymuszają zmianę klasycznego podejścia opierającego się na „wiązaniu” zdarzeń wyłącznie z urządzeniem, które je wygenerowało. Częstokroć jedno urządzenie obsługuje kilka elementów układu pierwotnego (np. CZAZ-GT: zabezpieczenie generatora, transformatora blokowego i transformatora odczepowego) i wówczas istotniejszy jest fakt, z którego elementu układu zdarzenia przychodzą. Użytkownika interesuje przede wszystkim czy awaria ma miejsce w obrębie generatora czy transformatora blokowego.

W sytuacji, gdy konieczne jest przeanalizowanie pracy wybranych elementów układu elektroenergetycznego istnieje potrzeba stosowania oprogramowania umożliwiającego dowolne filtrowanie „przesiewanie” informacji pod kątem ruchu elektrycznego. Ważne jest zebranie wszystkich informacji dotyczących np. transformatora odczepowego, które w konkretnym przypadku mogą pochodzić od układu zabezpieczeń, regulatora napięcia i sterownika chłodzenia. Tylko w takiej sytuacji możliwa jest zarówno szybka i prawidłowa reakcja na sytuacje awaryjne, jak też bieżąca analiza pracy układu mająca na celu zauważenie jakichkolwiek nieprawidłowości mogących w przyszłości doprowadzić do awarii.

Integracja danych zdarzeniowych z danymi zakłóceniowymi (analogowymi). Trudności realizacyjne i korzyści dla ułatwienia analiz i pracy systemów ekspertowych.

Kolejnym krokiem w rozwoju technologii analizy pracy układów jest połączenie w jednym oprogramowaniu informacji pochodzących z rejestratorów zakłóceń i zdarzeń. W krótkich przedziałach czasowych (np. czas rejestracji rejestratora zakłóceń) możliwe jest przedstawienie informacji zdarzeniowej (uwzględniając pary zdarzeń komplementarnych) na wykresach czasowych i połączenie ich z przebiegami zakłóceniowymi pochodzącymi z rejestratorów zakłóceń (zarówno autonomicznych, jak i stanowiących integralną część zabezpieczeń mikroprocesorowych). Stworzenie oprogramowania umożliwiającego taką prezentację (uwzględniając wszystkie uwarunkowania zewnętrzne, np. synchronizację czasu pomiędzy urządzeniami) dałoby szansę na pełną i dokładną analizę pracy układów (zarówno w sytuacjach awaryjnych, jak i w czasie normalnej eksploatacji). Takie narzędzie umożliwiłoby jednoczesne korzystanie (na wspólnej osi czasowej) ze wszystkich informacji dostępnych w dzisiejszych urządzeniach mikroprocesorowych, a zatem dałoby szansę na pełną i precyzyjną analizę pracy i nadzoru nad urządzeniami.

Stworzenie takiego oprogramowania, mając na względzie mnogość interfejsów i protokołów komunikacyjnych jest zadaniem skomplikowanym, jednak korzyści płynące z jego stosowania będą olbrzymie. Umożliwi ono zdalną analizę pracy układów przez wysoko kwalifikowaną kadrę specjalistów, którzy w każdej chwili będą mieli za pomocą jednolitego oprogramowania dostęp do wszelkich danych koniecznych do podejmowania odpowiedzialnych decyzji związanych z eksploatacją urządzeń w układach elektroenergetycznych.

Wykorzystanie rejestracji wolnozmiennej i rejestracji kryterialnej do szybkiej oceny zaistniałych zjawisk w systemach elektroenergetycznych

Rodzaje rejestratorów kryterialnych
Rejestratory kryterialne ze względu na ich wykonanie możemy podzielić na:

• rejestratory zintegrowane z przekaźnikami zabezpieczeniowymi
• rejestratory kryterialne zintegrowane z rejestratorami zakłóceń

Rejestratory zintegrowane z zabezpieczeniami umożliwiają rejestracje wielkości wyznaczanych przez zabezpieczenie w trakcie realizacji funkcji zabezpieczeniowych. Przykładowo w zabezpieczeniu różnicowym, wartością kryterialną jest wyliczony prąd różnicowy, przekroczenie nastawy, którego powoduje zadziałanie zabezpieczenia. Zarejestrowanie przebiegu prądu różnicowego podczas zakłócenia pozwala na szybką ocenę typu zakłócenia, które miało miejsce oraz weryfikacje parametrów związanych z nastawami zabezpieczenia. Takie narzędzie w znakomity sposób przyspiesza proces analizy zakłócenia i pozwala na szybkie i jednoznaczne podjęcie decyzji na przykład dotyczących organizacji ruchu, czy konieczności przeprowadzenie dodatkowych czynności po awaryjnych. Niestety taki rodzaj rejestratora kryterialnego zintegrowanego w zabezpieczeniu nie umożliwia jednoznacznej weryfikacji sprawności całego toru zabezpieczenia, począwszy od elementów pomiarowych, obwodów wejściowych do algorytmów obliczeniowych i realizacji wyłączeń wyłączników. Dzieje się tak dlatego, że rejestrator zintegrowany z zabezpieczeniem rejestruje wielkości, które zostały przetworzone i przeliczone przez algorytm wewnętrzny zabezpieczenia a więc w przypadkach niewłaściwego działania zabezpieczenia ( np. uszkodzenia przetwornika A/D) zarejestrowane wartości kryterialne nie będą odzwierciedlały przebiegów rzeczywistych i będą obarczone tym samym błędem, co algorytm zabezpieczeniowy. W takich przypadkach z pomocą przychodzą rejestratory kryterialne zaimplementowane w niezależnych rejestratorach zakłóceń, za pomocą których oprócz znaczących ułatwień analizy zakłócenia istnieje możliwość weryfikacji poprawności nastawienia i działania przekaźników zabezpieczeniowych.

Kryterialne rejestratory off-line.
Pewną kategorie rejestratorów kryterialnych stanowi oprogramowanie uruchamiane na komputerach PC, które wartości kryterialne wyliczają na życzenie użytkownika na podstawie zarejestrowanych i odczytanych z klasycznych rejestratorów zakłóceń lub przekaźników zabezpieczeniowych przebiegów chwilowych prądów i napięć. Następnie wyliczone wartości można przedstawić w postaci przebiegu czasowego wspólnie z zarejestrowanymi przebiegami „źródłowymi”. Takie rozwiązania są cennym dodatkiem do prowadzenia analiz zarejestrowanych przebiegów i są elementem wstępnym do budowy automatycznych systemów ekspertowych dokonujących automatycznej analizy zarejestrowanych przebiegów. Pewną niedogodnością tego typu rozwiązania jest z reguły konieczność każdorazowego „ręcznego” przygotowywania plików przeznaczonych do analiz i obliczeń. Często wiąże się to z koniecznością konwersji formatu pliku, dopasowania współczynników, czasów wyzwoleń itp. Jednakże takie rozwiązanie jest mimo pewnych niedogodności cennym narzędziem w rękach obsługi ruchowej i znacząco ułatwia przeprowadzenie prawidłowej oceny zakłócenia i działania automatyki zabezpieczeniowej. Najczęstszym przykładem takiego oprogramowania są moduły programowe wyznaczające odległość od miejsca zwarcia na linii WN na podstawie zarejestrowanych przebiegów prądów i napięć linii WN. Niedogodności takiego rozwiązania wyznaczania wielkości kryterialnych usuwają kryterialne rejestratory „on-line”.

Kryterialne rejestratory on-line.
Szybki postęp technologii mikroprocesorowych umożliwił budowę rejestratorów zakłóceń, które oprócz pomiaru i rejestracji podłączonych sygnałów prądowych i napięciowych synchronicznie wyliczają i rejestrują przebiegi kryterialne w identycznej formie jak przebiegi prądów i napięć podłączonych do rejestratora. Dzięki temu możliwe jest natychmiastowe po zakończeniu rejestracji zapoznanie się z przebiegami zarówno prądów, napięć jak wartości skutecznych, mocy, współczynników mocy, częstotliwości, impedancji, katów fazowych, zawartości harmonicznych itp. podczas trwania zakłócenia. W układach wytwórczych ze względu na specyficzną dla tych układów możliwość wystąpienia bardzo różnych zakłóceń i działań automatyki związaną z różnymi układami pracy, mnogością urządzeń energetycznych, szybkość podejmowania decyzji ruchowych ma zasadniczy wpływ na możliwość ograniczenia zakłócenia, a także na szybkość „usunięcia” jego skutków i powrotu do stabilnej pracy układu. Dlatego każde narzędzie ułatwiające poznanie przez obsługę przebiegu zakłócenia a tym samym ustalenia jego powodów i wpływu na system energetyczny skraca czas do przywrócenia normalnej pracy urządzeń. Znajomość przebiegów wartości kryterialnych wraz ze znajomością przebiegów prądów i napięć znacząco ułatwia to zadanie. Z tego punktu widzenia systemy zabezpieczeniowe nie są pod tym względem łatwym i dostępnym źródłem tego typu informacji. Istnienie niezależnego układu rejestrującego i prezentującego wyniki rejestracji w szybki i przejrzysty sposób jest ważnym elementem wyposażenia większości obiektów elektroenergetycznych. Dodatkowo możliwość porównania danych zarejestrowanych przez systemy zabezpieczeń i systemy rejestracji umożliwia wzajemną weryfikacje poprawności działania obydwu układów. Taka możliwość weryfikacji pracy zabezpieczeń jest również cenna ze względu na fakt, że w skomplikowanych układach elektroenergetycznych „klasyczne” sprawdzanie zabezpieczeń i przeprowadzanie kompleksowych prób funkcjonalnych ze względów ruchowych jest trudne i możliwe w dużych przedziałach czasowych. Dlatego bieżące weryfikowanie pracy zabezpieczeń jest cennym elementem prowadzenia prawidłowej eksploatacji układów automatyki zabezpieczeniowej.

Rejestratory wolnozmienne.
Ze względu na specyfikę działania rejestratorów zakłóceń, która związana jest faktem wyzwolenia rejestracji oraz konieczności odtworzenia wielkości pomiarowych przed momentem pobudzenia rejestracji - dane, które otrzymujemy z klasycznych rejestratorów zakłóceń oraz z wewnętrznych rejestratorów w zabezpieczeniach są z reguły ograniczone czasowo do wąskiego przedziału czasu związanego z działaniem automatyki zabezpieczeniowej. Nowoczesne rejestratory umożliwiają również samoczynne wyzwolenia rejestracji szybkozmiennej na podstawie wartości przebiegów wejściowych, co uniezależnia fakt rejestracji od działania automatyki zabezpieczeniowej. Jednakże praktyka pokazuje, że w przypadkach niektórych zakłóceń czy awarii istotna jest znajomość przebiegów wielkości znacznie wcześniej niż rozpoczęło się działanie automatyki zabezpieczeniowej. W takim momencie przychodzą z pomocą rejestratory „wolnozmienne” Rejestratory te umożliwiają z reguły ciągłą ( w stosunkowo długim okresie czasowym) rejestracje parametrów pracy systemu elektroenergetycznego. Najczęściej w praktyce są to funkcje zaszyte w rejestratorach zakłóceń. Rejestrator podczas normalnej pracy urządzeń rejestruje wartości skuteczne napięć i prądów oraz wybrane wielkości kryterialne ( częstotliwość, moce, kąty itd.) z częstotliwością próbkowania znacząco niższą niż podczas „normalnej” rejestracji szybkozmiennej, z reguły kilka do kilkudziesięciu herców. Następnie w przypadku wyzwolenia i zakończenia „klasycznej” rejestracji przechodzi automatycznie do dalszej ciągłej rejestracji „ wolnozmiennej”. Taka rejestracja umożliwia zapoznanie się z parametrami pracy urządzeń poprzedzającymi wystąpienie zakłócenia oraz z wpływem danego zakłócenia na inne współpracujące elementy systemu elektroenergetycznego dodatkowo skojarzenie rejestracji z danymi dwustanowymi ( zdarzeniami) działania układów sterowań, regulacji i zabezpieczeń daje pełny obraz przebiegu zakłócenia. Typowym przykładem może być występowanie kołysań mocy w systemie elektroenergetycznym powodujące niestabilną prace układów regulacji mocy i napięcia generatorów. Takie zjawisko rozpoczyna się znacznie wcześniej od działania automatyk zabezpieczeniowych generatorów. W przypadku nie opanowania tego zjawiska znajomość przebiegu, charakteru, wielkości może ułatwić ocenę działania układów regulacji, działań układów automatyki i wprowadzenie ewentualnych korekt nastaw czy zmian parametrów. W przypadku układów generacyjnych równie cenną informacją jest możliwość oceny, w jaki sposób zachowały się inne współpracujące układy elektroenergetyczne w przypadku awaryjnego wyłączenia jednego z nich. Między innymi takie możliwości daje zastosowanie rejestracji „wolnozmiennej".

Podsumowanie

Układy rejestracji zakłóceniowej są istotnym elementem wyposażenia obiektu elektroenergetycznego. Nawet nowoczesne systemy zabezpieczeniowe z zaimplementowanymi funkcjami rejestracji w określonych sytuacjach nie umożliwiają szybkiej analizy i natychmiastowych działań mających na celu minimalizację skutków zakłóceń w systemie elektroenergetycznym. Zastosowanie autonomicznych układów rejestracji zarówno zakłóceniowej jak i zdarzeniowej, integracja wielu danych w jednolitym oprogramowaniu do prezentacji i wspomagania analiz zakłóceń daje bardzo konkretne efekty w skróceniu czasu postojów urządzeń, minimalizacji wpływu zakłóceń na urządzenia współpracujące. Takie układy rejestrujące umożliwiają przeciwdziałanie kolejnym zakłóceniom poprzez korygowanie sposobu działania układów i automatyk na podstawie szczegółowych analiz przebiegów zakłóceń, co w sumie wpływa znacząco na efekty ekonomiczne pracy skomplikowanych układów elektroenergetycznych.