随着我国客运专线建设规模的扩大和铁路运营速度的不断提升,牵引供电系统的安全性和可靠性愈显重要。目前,牵引供电系统尚无专门的综合故障录波系统,数据的记录只能依靠微机保护装置和安全监控与综合自动化系统所具有的有限的故障录波功能。由于牵引供电系统自身的特点,加之运行环境恶劣,故障时有发生,并且故障原因呈现多样化。为便于故障原因分析、消除安全隐患,需要研制牵引供电系统专用的故障录波系统,以满足现代牵引供电系统对事故判断、分析、处理所提出的更高要求。针对传统录波方式存在的不足,本文在对牵引供电系统结构和运行规律研究的基础上,借鉴电力系统故障录波分析系统成熟的技术、运行经验,以一座客运专线典型牵引变电所为对象,将基于时钟同步的分层分布式结构应用于综合信息采集系统。在变电站层设置录波信息采集装置和现场分析站,在远动调度中心设置数据库服务器和数据查询与分析工作站。其中,录波信息采集装置是整个信息采集系统的核心和基础,作为系统下位机,可分布于牵引变电所、分区所或开关站,主要完成当地实时数据的同步采集、录波判据的启动、网络通信等功能。而现场分析站作为系统上位机,与录波信息采集装置配套安装于牵引变电所或分区所内,主要负责完成实时数据收集和监控、海量数据存储、定值管理以及录波文件的就地分析和打印等功能。为满足信息采集装置对数据处理与传输实时性、高效性的要求,清晰地记录下牵引变电所稳态运行和故障发生前后较长时间内的详细故障数据,装置硬件平台采用DSP+ARM双CPU架构的嵌入式系统,核心处理器选用OMAP-L137芯片。针对变电所内部非电量保护误动频繁的问题,尝试采用重点开关量信息模拟量化采集的新方法并给出具体解决方案。在此基础上,依次给出录波/管理插件、直流量/非电量采集插件、交流量采集插件、普通开关量采集插件详细的电路原理图设计。最后,鉴于牵引供电系统的特殊性,为便于实现故障录波数据高层次的系统分析与应用,以及今后在线监测及故障预警系统的建设,本文结合已有的研究成果和录波方法,系统设计采用基于异地同步触发录波技术的复式录波模式,不仅能及时同步地捕捉到全系统各个观测点的实际运行状况和相关信息,而且能根据系统的运行状态调整采样速率,这样既能满足今后故障或非正常运行状态的复现,又能保证综合信息采集系统软硬件资源的有效合理利用。