故障录波介绍

中性点经接地电阻接地方式
接地变压器结构与一般 三相芯式变压器相似。T0 为接地变压器，铁芯为三 相三柱式，每个铁芯上有 两个匝数相等，绕向相同 的绕组，每相上面一个绕 组与下面一个绕组反极性 串联，并将每相下面一个 绕组的首端连在一起作为 中性点，组成曲折形的星 形接线。二次绕组视工程 需要决定是否配置。
接地变零序保护误动、拒动探讨
防范措施 （3）35kV母线并列运行时，不得同时投入两条母线的接 地变。
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【波形设置】选项
故障的起始时刻
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高度 长度
故障的起始时刻
故障录波离线分析软件
三 典型波形识别
故障录波分析-三相短路电压
故障录波分析-三相短路低压侧电流
0.052s故障开始
0.18s故障结束
故障录波分析-三相短路高压侧电流
故障录波分析-两相短路低压侧电流
故障录波分析-两相短路低压侧电流
实际波形分析-案例 1 保护动作信息
1号接地变保护测控信息
实际波形分析-案例 1 1号接地变零序电流波形
实际波形分析-案例 1
原因分析 直接原因：35kV I段母线所带风机线路上一台配电变压
器A相高压侧引线折断，搭接至变压器本体导致A相接 地故障。 根本原因：35kV I段母线所带风机线路未配置零序电流 互感器，未设置零序电流保护。
五 零序保护误动、拒动探讨
接地变零序保护误动、拒动探讨
（一）两条线路同相接地的电流叠加
当一条线路经高阻接地，由于故障电流小，保护不能动
作；此后，另一条线路又经高阻接地，线路的故障电流也未
达到保护动作值，两条线路同时发生高阻接地等值电路为： 图中，R1 、R2 分别为故障线 路1、线路2的接地过渡电阻； Il1 、IL2 分别为故障线路1、线 路2的零序电流；IR 为流过接 地变的零序电流；XCΣ 、Xb 分 别为线路对地电容、接地变压 器的电抗值；R为接地电阻值。
由以上分析可知，当中性点不接地系统发生单相接地时： 1. 零序电压与接地相的相电压大小相等、方向相反。 2.故障相对地电压降为零；非故障相对地电压升高为相电 压的 3 倍，即升高为线电压，相位差为60°。三个线电压 仍保持对称和大小不变。 3.非故障相电容电流增大为正常相对地电容电流的 3倍， 超前相应的相对地电压90°；产生的总零序电流为正常相 对地电容电流的3倍，超前零序电压90°。
实际波形分析-案例 3
原因分析 直接原因：35kV 一线在同塔双回段杆塔上的 A 相电缆
头击穿后接地，导致 35kV I 母 A 相电压降低。当一线 A相接地产生零序电流后，由于一、二线电缆屏蔽层均 通过铁塔本体接地，一线的的一部分接地电流通过二线 的钢铠层流向升压站，造成二线在未发生接地故障情况 下检测出零序电流，最终导致两条线路同时跳闸。
实际波形分析-案例 4
（四）18时28分，某变电站35kV 3号接地变保护装置报 “过流Ⅱ段动作，动作电流0.04A”，35kV 3号接地变断 路器跳闸。检查35kV 3号接地变开关柜，柜体表面正常， 就地显示开关在分位，储能显示正常。35kV 3号SVC电抗 器开关柜后柜门处有浓烟溢出，检查开关柜后柜门发现3 号SVC电抗器开关柜内C相电缆头绝缘烧毁，导致C相接地 故障。
中性点不接地系统单相接地故障
中性点不接地系统单相接地故障
1. 接地相U对地电压为零： 2. V、W相的对地电压为： 3. 故障点的零序电压为：
Uw’ -3Uu
Uv’
中性点不接地系统单相接地故障 4. V、W相的电容电流分别为：
5. 故障点的零序电流为：
Icv Icw
Ic
中性点不接地系统单相接地故障
为避免不同线路高阻接地时电流的叠加造成接地变压器 零序电流保护的误动，接地变压器零序电流保护的电流整定 值必须大于线路零序电流保护整定值的两倍。
接地变零序保护误动、拒动探讨
防范措施 （2）避免不同线路相继发生接地故障而使接地变误动的措 施探讨：
为避免不同线路相继发生接地故障造成接地变压器零序 电流保护的误动，接地变压器零序电流保护的时间整定值必 须大于线路零序电流保护时间整定值的两倍。以保证两条线 路保护先动作切除故障点，接地变压器零序保护不误动。
线路出现断路为何零序保护动作？
故障录波分析-单相断线电流
流流流过过过集接集电地电线变线路电路电流电流流
四 实际波形分析
实际波形分析
实际波形分析
实际波形分析
实际波形分析-案例 1
（一）03时23分49秒29毫秒，某变电站35kV 1#接地变 保护动作跳闸，保护测控装置动作报告为“高压零流Ⅰ段 动作”。03时23分49秒288毫秒，1#接地变所接1#主变 低压侧断路器跳闸。35kV I段母线失压，站用变停运，全 站失压。导致2#SVG因散热系统失电而跳闸。
故障录波器手动录波
选择【监视】->【手动录波】，在弹出的窗口中可以选择子站、输入 周波数。
录波结束后，“在故障信息窗口” 会自动列出本手动录波文件，选中 此文件，然后点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择【查看波形】，就会 将此文件下载转换并自动用分析软件打开。
故障录波在线查看
【选择波形】选项
故障的起始时刻
实际波形分析-案例 4 保护动作信息
35kV 3号接地变保护动作信息
实际波形分析-案例 4 保护动作信息
35kV 母线电压信息
实际波形分析-案例 4 保护动作信息
实际波形分析-案例 4
原因分析 直接原因：35kV 3号SVC电抗器开关柜后侧C相电缆头
击穿接地，接地点在零序电流互感器与断路器之间，大 部分零序电流不经过零序互感器，直接流向接地变，致 使3号接地变过流保护Ⅱ段动作，造成3号接地变断路器 保护跳闸。
故障录波器界面
故障录波器界面
故障录波器本机时间设定
故障录波器定值整定
通道名称
故障录波器定值整定
故障录波器定值整定
故障录波器接线
开关量信号
故障录波器接线
模拟量信号
二 故障录波文件
故障录波文件组成和导出
一个完整的故障文件由头文件、配置文件、数据文件三类文件组 成，其文件名的前缀均相同，后缀名分别为“.HDR”、 “.CFG”、“.DAT”。
同杆塔的架空线和同电缆沟铺设的电缆遇到雷击或外力作用 时，可能发生此种情况。在广东多台风地区，台风期间，线路可 能发生连续故障的情况。
接地变零序保护误动、拒动探讨
接地变零序保护误动、拒动探讨
接地变零序保护误动、拒动探讨
防范措施 （1）避免两条线路同相接地的电流叠加而使接地变误动的 措施探讨：
两条线路发生高阻接地故障，故障电流不足以使线路保 护动作，其零序电流叠加将不大于2倍的单条线路零序电流 整定值。
实际波形分析-案例 2
（二）21时29分03秒304毫秒，某变电站35kV XX线路 保护动作跳闸，保护测控装置动作报告为“零序过流I段动 作,3I0电流0.406A”。其他设备无异常。
实际波形分析-案例 2 保护动作信息
35kV线路保护动作信息
自产零压
C相电压
外接零流 自产零流 C相电流
实际波形分析-案例 2 保护动作信息
故障录波分析-单相接地电压（无接地变）
电流无变化
故障录波分析-单相接地电流
故障录波分析-单相接地电压
接35地kV点母电线压电压
故障录波分析-单相接地录波分析-两相短路接地电流
接地变电流
故障录波分析-两相短路接地电压
3故5k障V点母电线压电压
故障录波分析-案例分析
接地变零序保护误动、拒动探讨
（一）两条线路同相接地的电流叠加 由叠加原理知，流经接地变的零序电流为流经故障线路1
和线路2的零序电流的叠加。显然，两条线路同时接地时， 接地变上的电流和单条线路上的电流比值不再接近于1:1， 而存在流经接地变电流大于单条线路电流的1.5倍的情况 （按接地变的零序电流保护整定为线路的1.5倍），这样， 就可能出现线路1和线路2的电流未超过保护整定值而接地 变电流超过其保护整定值的情况，此时接地变零序保护就会 动作。
实际波形分析-案例 3 保护动作信息
35kV 一线保护动作信息
35kV 二线保护动作信息
自产零压
A相电压 外接零流 自产零流 A相电流
实际波形分析-案例 3 一线保护动作信息
实际波形分析-案例 3 二线保护动作信息
自产零压
A相电压 外接零流
实际波形分析-案例 3
保护动作信息分析 1.一线保护启动时间为 20:23:56:480，A 相电流及A相电 压异常，有明显的外接零序电流和零序电压，零序动作电 流值为 0.336A。 2.二线保护启动时间为 20:23:56:482，三相电流正常，A 相电压异常，有明显的外接零序电流和零序电压，零序动 作电流值为 0.269A。
电力系统的各种故障信息是通过故障录波器及事 件记录（SOE，Series of event）记录的。变电站采 用的微机保护和微机故障录波器由故障启动，具有信 息数据采集，存储分析以及波形输出等功能。 故障录波器的启动是靠故障特征明显的电气量，如电 压、电流、频率、开关量。
故障录波器界面
选择【监视】->【通道监视】，在弹出的窗口中选中 子站，即可以查看该子站的所有模拟量通道采样值
接地变零序保护误动、拒动探讨
（二）相继发生接地故障 当一条线路发生接地故障时，在1.5s内线路电流保护和接地
变压器零序电流保护都会启动，如在此期间另一条线路又发生接 地故障时，即使前一条线路电流保护已动作跳闸，接地变压器零 序保护仍不会返回，在第二条线路跳闸前，接地变压器零序电流 保护起动时间会达到整定值，会使接地变压器零序保护动作。
中性点经接地电阻接地方式
零序CT安装
×
√
×
√
跳闸矩阵配置
跳闸指令
位
设置 接线
出口 7
0
跳 XX
出口 6
0
跳 XX
出口 5
0
跳 XX
出口 4
0
跳 XX
出口 3
0
跳 XX
出口 2
1
跳 370
出口 1
1
跳 301
出口 0
1
跳 315
不使用时置零
母 主接 联 变地 开 低变 关 压开
侧关 开 关
故障录波分析-接地故障
风电场集电系统中性点接地方式变迁
2011年之前多为中性点不接地或经消弧线圈接地 电容电流大于30A时配置消弧消谐柜 2011.2.24甘肃酒泉大规模风电脱网 《防止风电大面积脱网重点措施》（5.3）
1）对新建风电场，建议汇集线系统采用经电阻接地方式并配 置单相接地故障保护。 2）汇集线系统采用不接地或经消弧线圈接地方式的风电场， 应配置带跳闸功能的小电流接地选线装置，在单相接地后快速 切除故障，若不成功则跳开主变低压侧开关隔离故障。
故障录波
徐明军 2019年12月10日
思索
故障录波器为什么会动作？ 信号如何变化会导致故障录波启动？ 故障录波数据如何分析？
目录
Contens
1 故障录波器介绍 2 故障录波文件 3 典型波形识别 4 实际波形分析 5 零序保护误动、拒动探讨
一 故障录波器介绍
故障录波器基础知识
故障录波装置是在电力系统发生故障时，自动、 准确记录故障前、后、过程中电气量、非电气量以及 开关量的自动记录装置。
实际波形分析-案例 2
原因分析 直接原因：35kV XX线路上一台配电变压器至杆塔处C
相电缆头绝缘击穿，导致C相接地故障。
实际波形分析-案例 3
（三）20 时 23 分，某变电站35kV一线、二线保护动作 跳闸，一线保护测控装置动作报告为“报零序过流 I 段动 作，零序电流 0.336A”，二线保护测控装置报零序过流 I 段动作，零序电流 0.269A。其他设备无异常。
故障录波分析-两相短路高压侧电流
故障录波分析-两相短路电压
故障录波分析-两相短路低压侧电流
非金属性短路电流情况？ AB相相短 短 短电电短路路路流流路电电电减减电阻阻感去去阻023CC1.mΩ2相Ω相ΩH电电流流
故障录波分析-两相短路电压
短短短短路路路路电电电电阻感阻阻230Ωm1.2ΩHΩ
电力系统中性点接地方式
大电流接地系统 小电流接地系统
中性点直接接地 中性点经低阻抗接地 中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点经高阻抗接地
中性点直接接地系统单相接地
I
• 发生单相接地故障时,非故障相的工频电压升高不会超 过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也相对较低；故 障电流很大，继电保护装置能迅速断开故障线路。