一起故障录波器频繁启动原因的分析

一起故障录波器频繁启动原因的分析
康权;杨卓霖;张鸿飞;胡敬奎;林维修
【摘要】故障录波器是电力系统中分析事故的重要工具.从直流绝缘监测装置的工作原理出发,分析了一起故障录波器频繁启动现象的原因,并提出了解决方案.
【期刊名称】《浙江电力》
【年(卷),期】2011(030)011
【总页数】3页(P24-25,37)
【关键词】故障录波器;直流绝缘;频繁启动;缺陷
【作者】康权;杨卓霖;张鸿飞;胡敬奎;林维修
【作者单位】宁波电业局,浙江,宁波,315016;宁波电业局,浙江,宁波,315016;宁波电业局,浙江,宁波,315016;宁波电业局,浙江,宁波,315016;宁波电业局,浙江,宁
波,315016
【正文语种】中文
【中图分类】TM762.1+4
故障录波器在系统发生故障及扰动时，迅速启动录波，采集系统故障电气量，记录电网中各种故障及扰动发生的过程，为分析故障和检测电网运行情况提供依据[1]。

对一起故障录波器非故障而频繁启动的情况进行了分析，并给出了处理建议。

某 220 kV 变电站内 220 kV 故障录波器频繁启动，该故障录波器除监视采集系统运行参数外，也监视直流母线电压。

现场查看故障录波器的录波记录后发现，由于直接引自直流馈线屏的2组控制电源 KM1与 KM2正负极对地电压时常越限（越
限定值为：低限 90 V；高限 125 V；相间 230 V），导致录波器告警启动频繁。

仔细分析录波记录及录波图后，得出以下几点规律：
（1）录波器启动次数较为规律，基本上每小时启动 8次，且 KM1与 KM2各 4次。

（2）录波启动时控制电源一极下降至 75 V 左右，另一极升至 147 V 左右。

（3）每次启动时间维持在 8 s左右，随后正负极对地电压恢复至正常值±112 V 左右。

（4）无“直流相间越限”启动记录。

当工作人员监视到故障录波器又因 KM1正负极对地电压越限而启动，测量屏后KM1输入电压与录波记录相符，同样测得直流屏至录波器屏的KM1输出电压也
与录波记录一致。

在随后的10min 之内，又有 1 次 KM1 及 2 次 KM2 对地电压越限，同时测量发现直流屏上同一段直流出线电压的波动情况与至录波器屏的出线相同。

由以上现象分析，基本上排除了故障录波器本身采样不准等缺陷，而将问题范围锁定在直流系统上。

该站直流系统采用标准的母线分段结构，第1套保护接直流Ⅰ段，第2套保护接
直流Ⅱ段，2段母线正常时分列运行。

直流系统配置许继的WZJ-11A 型绝缘监测装置，监视母线正负极的绝缘状况。

仔细查看 WZJ-11A 的说明书及询问厂家，发现该型装置的工作原理不同于传统的基于平衡电桥原理，而是利用了平衡电桥与不平衡电桥相结合的原理来定时监视直流母线的对地绝缘状况。

图1是一般的平衡电桥型绝缘监测装置的工作原理图。

正常运行时，电桥处于平衡态，即 RR-=RR+，此时加在监测继电器 ZJ两端的电
压为零， ZJ不启动。

而当直流母线某一极绝缘下降时，母线绝缘电阻 R+或 R-也将明显降低，从而电桥失去平衡， RR-不再与 RR+相等， ZJ 中流过电流，其两
端的压降驱动 ZJ，并通过 ZJ 重动接点发报警信号。

但装置有其固有的缺点，比
如当 R+和 R-同时变化时，监测灵敏度降低。

为克服以上缺点，许继 WZJ-11A 采用了较广泛使用的非平衡电桥法，图2是其工作原理图。

不平衡电桥法的基本原理[2]是通过切换开关K1与K2的开闭来改变电路的结构，然后与平衡态方程联立，解1个二元一次方程组求得直流正负母对地绝缘电阻 R+和 R-的值，从而可知晓直流系统的绝缘状况。

当 K1与 K2都断开时，电桥处于平衡态，可得如下方程：
当 K1合上，K2断开时，电桥不平衡，此时：
同理当 K2合上，K1断开时，不平衡电桥满足以下关系：
绝缘监测装置正常运行时处于平衡电桥态，设直流绝缘良好，即 R+与 R-趋于无穷，则由式（1）得 U+=U-，对于 220 V 的系统， U+=U-=110 V。

而当装置定时切换 K1与 K2的状态来计算R+与 R-值时，假设绝缘良好， R+与R-趋于无穷的情况下，式（2）与（3）可简化成：
求解式（4），对于 220 V 直流系统，可得或
由以上分析，故障录波器频繁启动的原因已基本清晰，绝缘监测装置通过每时段定时计算直流母线正负极绝缘电阻来对整个直流系统进行绝缘监视，而造成了母线电压跌落启动故障录波的假象。

为了提高 R+与 R-的计算精度，减小直流系统接地电容C的影响，电压越限维持8 s左右。

对于如何解决录波器频繁启动的问题，提出了以下2种方案。

方案一：修改录波器告警启动定值，躲过其假象越限电压值。

但其不足是，当系统发生诸如直流接地等故障时，录波器可能拒动。

方案二：当电压越限且绝缘监测装置有告警时，才判断直流系统有故障而启动录波装置，如图3所示。

考虑到若发生直流接地等直流系统故障时，除了故障录波器外，直流绝缘监测装置
也会有告
警输出，建议采用方案一，即修改电压启动定值，适当扩大电压的波动范围。

方案实施以来，未发生故障录波器频繁启动的情况。

对一起故障录波器频繁启动情况的原因进行了分析，并提出了解决方案。

在平时的工作中，只有了解装置的工作原理，才能不被类似的故障假象所迷惑。

【相关文献】
[1]丁书文．电力系统自动装置原理[M]．北京：中国电力出版社，2007．
[2]周二保．直流系统微机绝缘监测装置的应用与接地故障点检测探讨[J]．继电器，2004，32（5）∶52－55．。