故障录波器技术

LAN 3
录波管理机
以太网交换机
信息子站
Ⅱ.故障录波器之原理
➢录波器起动方式 目的：能满足各种故障情况下可靠起动故障录 波器,
模拟量起动：按相设置的过电流、低电压起 动；按相设置的电流突变起动、零序过流和突 变起动；负序电流起动,
开关量起动：所有保护的跳闸出口信号；所 有开关的副接点变位信号
Ⅲ.故障录波器的基本要求
• 1、录波数据的安全性
完整性 机要性 可用性
Ⅲ.故障录波器的基本要求
• 2、录波数据的真实性； • 3、采样数据的同时性和精度要求 • 4、录波器的启动方式要求
1 电流电压幅值、变化量及频率的越限； 2 外部触发启动,如动作节点、断路器位置； 3 直流变化量； 4 手动启动； 5 启动前应有一定的信息记录宽度
Ⅳ.关于故障后应该出的信息
• 单相故障 两套主保护的单相跳闸信号,两套后备保护动作信 号,差动动作信号,收信、发信信号,重合闸动作信 号
• 两相及以上故障 两套主保护的三相跳闸信号,两套后备保护动作信号,
差动动作信号,收信、发信信号,
Ⅳ.关于负荷潮流与故障电流的相位
• 对于一个正常运行的输电线路,电流与电压 的相位角关系跟线路的有功和无功的方向 有关,
• 主变的非电气量保护仅接入能够跳闸的信号,而大量的告 警信号不需要接入
Ⅲ.故障录波器之配置原则
• 选用嵌入式的故障录波器,通信控制单元不依赖于硬 盘或后台机
• 录波器能够按规约方式向录波器主站或保护子站上 传录波文件,
• 配置专用的母线故障录波器,确保一条母线的所有开 关接入同一台录波器
• 变压器模拟量的接入－四侧 • 一般每两串配一台录波器,如主变直接挂在母线上,可
• 任何正方向故障下电流永远滞后于电压,其 角度等于线路阻抗角,但受过渡电阻的影响, 角度变小,
Ⅳ.关于主变的励磁涌流
谢谢
变电站-发电厂的黑 匣子—录波器
• 反应实时状态的参数： • 基本参数：电流、电压、开关量, 还有：有功、无功、非（ZHOU）期分量的初值及
时间常数、系统频率变化
分析故障主要是指分析系统动态过程各参数量的变 化规律,
电力系统故障录波装置就是这样一种用作记录和分 析电网故障的设备,
第四步 第三步 第二步 第一步
Ⅳ.录波的基础知识点
故障过程中的波形特征： ➢ 故障相电流有明显突变增大,电压有一定程度减小,
同时有零序电压和零序电流出现 ➢ 在故障切除后,电流通道变为一根直线,如果是线路
PT,在线路两端故障均切除后故障相电压变为0,零 序电流变得很小或为0,但有很大的零序电压, ➢ 重合成功,三相电流恢复正常负荷电流,三相电压恢 复对称,
Ⅱ.故障录波器的构成
• 通常包括三部分：辅助变换、前置机、后台机
一般位于屏后,实现 A/D转换
用于数据采集和启动,将信 息传到后台机
数据处理和 管理
深圳双合SH2000
标配打印机、 USB接口
录波屏后实拍
Ⅱ.故障录波器之原理
调度或子站 调度
可编程逻辑器件
160 路开关量
80 路模拟量
16 bit ADC 16 bit ADC
以单独配置一台
Ⅳ.录波的基础知识点
各种故障情况下的波行特征： ➢ 单相接地故障,故障相电流和零序电流大小相等且同相
位,故障相电压有一定程度减小,同时有零序电压出现, ➢ 两相之间故障,两个故障相的电流大小相等,方向相反,
没有零序电流, ➢ 两相接地故障,两个故障相的电流突变增大,但两个电
流之间的相位有角度差,变化范围随过渡电阻的不同在 60°－180°之间变化,但有零序电流出现, ➢ 三相接地故障或不接地故障,三相电流同步增大,没有 零序电流和零序电压,
录波记录时间 高采样速率
故障前 重合于故障,
重新开始一
个记录故过程障时
重暂合态成数功据,,经高预采先样设速 定率的,记最录大时记间录0时.2秒间 后停止录波,一般设
定2秒
故障切除后－非全相时期
高速或低速采 样,记录时间大 于重合闸动作
时间
重合 系统振荡
长时间的完整 记录,保证数据
的完整性
Ⅲ.故障录波器之配置原则
Ⅳ.分析录波图的基本方法：
•
– 1、大致判断系统发生了什么故障,故障持续时间,
– 2、以某一相电压或电流的过零点为相位基准,查看故障 前电流电压相位关系是否正确,是否为正相序 负荷角为 多少度
– 3、以故障相电压或电流的过零点为相位基准,确定故障 态各相电流电压的相位关系, 注意选取相位基准时应躲 开故障初始及故障结束部分,因为这两个区间一是非 （ZHOU）期分量较大,二是电压电流夹角由负荷角转 换为线路阻抗角跳跃较大,容易造成错误分析
故障处理流程
反措和改进
4
电网事故分析
3
电网事故处理
2
电网事故判断
1
继电保护专业技术知识
调度汇报信息
事
故障录波器的信息资料
故
分
保护装置的报文
析
信息子站
Ⅰ.故障录波器之功能
按照电力系统发生故障的不同情况,对应于录 波器的作用主要体现在：
➢系统发生故障,保护动作正确
利用故障录波器记录下来的电流电压量对故障线路进行 测距,同时给出能否强送的依据
录波单元
大规模可编程门 阵列 FPGA
GPS 32 位 DSP 板
SDRAM 64 MBytes
ADSP
FLASH 512 MBytes
高速以太网
32 位 CPU 板
32 位嵌入式 CPU 运行 VxWorks
硬盘
COM 1 COM 2 PRN RS 232 RS 422 /485
LAN 1 LAN 2
– 4、绘制向Hale Waihona Puke Baidu图,进行分析,
Ⅳ.简单故障分析基础
• 基础---对称分量法 • 单相接地故障—故障相电流与零序电流大
小相等,方向相同,故障相电压有大幅度降低, 最低接近于零,
Ⅳ.简单故障分析基础
• 相间故障－故障相电压大小相等,相位相同, 非故障相电压等于两个故障相电压之和,
• 明显特征：无零序分量 电流相位基本相反,但数值相等
➢ 模拟量和开关量之比为1:3或1:4配置,以保证有足够的通道接 入开关量
模拟量包含直流电压监测
➢ 必须接入录波器的开关量：
• 按相接入每个开关的辅助接点,设置为在开关有闭合变为 分闸时启动录波器
• 直接作用于跳闸线圈的保护装置的跳闸出口接点,有分相 出口的要按相接入
• 有关的告警信息：高频保护的收、发信信号,DTT信号,差 动保护的通道告警信号,保护装置故障信号、失电信 号,PT/CT断线信号
Ⅰ.故障录波器之功能
➢电力系统元件发生不明原因跳闸
利用故障录波器记录下来的电流电压及开关量判断出是否无故障 跳闸
查明原因, 马上恢复
送电
Ⅰ.故障录波器之功能
➢继电保护装置有不正确动作行为 继电保护装置误动造成无故障跳闸 系统有故障但保护装置拒动 系统有故障但保护动作行为不符合预先设
计
利用故障录波器记录下来的保护动作事件量和开关接点 状态信息找出保护不正确动作的原因,必要时通过计算工 具进行模拟计算分析
Ⅲ.故障录波器的基本要求
• 5、数据记录格式及网络功能 • 6、对后台分析软件的要求 • 1 能自动综合双端数据进行故障测距； • 2 能根据记录的电流、电压形成波形,导出各序分量及其
向量图、阻抗变化轨迹； • 3 具备完善的数据库管理功能
Ⅲ.故障录波器之指标
➢评价录波器的常用指标
采样速率－采样速率的高低决定了录波器
对高次谐波的记录能力 ,标准规定不低于
5KHz,工程中一般使用3200Hz,即每
（ZHOU）波采样64点,
高档的录波器使用 12位A/D,且每个通
A/D转换器位数－A/D转换器道的使用位一个数决定了
录波器记录数据的准确度 ,
Ⅲ.故障录波器之指标
➢评价录波器的常稳态用数据指,一标
最大故障电流（般记ZH不O录小U于）能2波,力
• 两相接地故障－－ 有两相电流突变增大,有零序电流出现,
Ⅳ.实例分析单相接地故障
Ⅳ.实例分析单相故障的特点
Ⅳ.实例分析两相短路故障波形及典型的向量图
Ⅳ.实例分析两相短路故障典型向量图特点分析
Ⅳ.实例分析两相短路故障接线错误分析
Ⅳ.实例分析三相短路波形
Ⅳ.实例分析三相短路向量图
Ⅳ.三相短路分析要点
Ⅳ.录波的基础知识点
根据故障录波图能够获得的信息
1、发生故障的电气元件和故障类型 2、保护动作时间和故障切除时间 3、故障电流和故障电压 4、重合时间以及是否重合成功 5、详细的保护动作情况 6、完成附属功能 测距、阻抗轨迹、相量以及
谐波分析等
7、直流是否正常,是否接地、短路 8、高频是否发信
Ⅳ.基础波型
故障录波器技术
1 录波器的引入及其功能
2
录波器的一般工作原理和构成
3 录波器的基本要求和标准
4 基础波形分析
黑匣子
• 黑匣子是飞机上的记录仪器,是一种飞行数据记录仪,它能 将飞机的高度、速度、航向、爬升下降率、格林尼治时间 等等飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都记 录下来,能够在飞机损毁的情况下帮组调查人员分析事故 原因,以便对事故作出正确的结论,