保护动作报告及故障录波图的识别

测距、故障相别、故障相电流 和零序电流。如图中，测距2kM、 故障相别为B相、故障相电流有效 值和零序电流有效值均为5A。
启动时开入量状态。如图中， 高频保护、距离保护、零序保护I段 等保护在启动时开入量状态为1，表 示相关保护功能压板均投入；跳闸位 置状态为0，合闸位置状态为1，表 示断路器在合闸位置。 启动后变位报告状态。如图中，如 保护启动后7ms收信由 “0”变为“1”、 32ms合闸位置由 “1”变为“0”、 76ms 跳闸位置由“0”变为“1”、 938ms 跳闸位置又由“1”变为“0”、 989ms合闸位置又由 “0”变为“1”、 1108ms收信由“1”变为“0”、 1224ms收信由“0”变为“1”、 1257ms合闸位置又由 “1”变为“0”、 1301ms跳闸位置由 “0”变为“1”、。
（2）故障波形图信息
------时间纵坐标。如图所示,录波图中均以故障发生保护启动时刻为 0ms计时，后续保护动作时间均是相对于启动时刻的时间，如T=-40 ms 表示保护从启动前40ms开始记录数据（即前两个周波），每格为40ms。
（2）故障波形图信息
——启动：B相模拟通道采集到 故障电流时，保护在0ms 时启动。
（5）故障波形图中电流、电压相位的读取
区内单相接地 故障电流、电 压相位如图所 示。图中以故 障出现时的电 压、电流波形 过零点的时间 差来测量故障 相电压、相电 流及零序电压、 零序电流的相 位，判断保护 是否正确动作。
（5）故障波形图中电流、电压相位的读取
以电压为参考，若电流 过零时间滞后于电压过零 时间，若波形不在同一侧， 则电流滞后电压；若波形 在同一侧，则电流超前电 压。如图中的B相电流过 零点滞后B相电压过零点 约4ms，且波形不在同一 侧， 相当于B相电流滞后 B相电压约18°×4=72°，由 此可以判断故障发生在正 方向（相对于本站母线）， 且金属性接地故障。若实 测相电流超前相电压110° 左右，则表明是反向故障， 相量图。
（2）故障波形图信息
A、C相电压模 拟通道UA、UC。 A、C电压在故 障前后无变化。
A、C相电流模 拟通道IA、IC。 基本为负荷电流， 无故障电流存在。
因发生B相接 地故障， 故 障期间B相电 压明显降低； 1200ms合闸 于区内B相故 障时，B相电 压又明显降低
（2）故障波形图信息
根据故障波形图分析 得知：第一个阶段B相采 集到故障电流，15ms后 保护动作跳开断路器以隔 离故障，923ms时重合动 作将断路器合上；第二个 阶段系统电流、电压恢复 正常后持续126 ms左右 (1200-1074）；第三个 阶段在1200ms合闸于区 内B相故障，40ms后保 护动作再次跳开断路器且 不再重合（保护动作复归 后充电还需要10～15 秒）。
母线的作用及引起故障的原因
（2）故障波形图信息
因发生B相接地故障， 0ms启 动时B通道上有故障电流存在，持 续60ms消失；1200ms合闸于区 内B相故障时，通道上又有故障电 流存在，持源自文库60ms消失。 因发生B相接地故障，出现零 序电流、电压分量直到故障被切除， 持续约60ms；1200ms合闸于区 内B相故障时，再次出现零序电流 、 电压分量，持续约60ms。
360°/20ms=18°，即每ms 对应的角度为18 °
小结
上述仅以线路区内B相单相接地故障保护动作故障波形 识别为例说明，A、C相识别方法类似。 综上所述，归纳单相接地故障时电流、电压量、开关量 特征如下： ①：故障相电流增大、电压降低；同时出现零序电压、零 序电流； ②：故障相电压超前故障相电流约70°；零序电流超前零 序电压约110°； ③：零序电流相位与故障相电流相位相同， 零序电压相位 与故障相电压相位相反； ④：保护开关量变为相别与故障相别一致， 保护启动、跳 闸、重合闸、通道交换信息与保护动作情况一致。 思考：线路相间短路故障时保护动作情况的分析
（3）故障波形图中读取准确事件时间
将110kV线 路区内单相接 地故障事件时 间汇集在时间 轴上
（4）故障波形中电流、电压的幅值读取
根据故障波 形图，可计算 出故障期间电 流、电压的幅 值。如图所示。 B相故障，B 相电流大幅增 加，非故障A、 C相电流在故 障前后基本不 变；B相电压 明显降低，非 故障A、C相 电压相位基本 没有变化。零 序电流、电压 增大。
（3）故障波形图中读取准确事件时间
D段----保护返回时间：保护 返回时间是指故障电流消失时 刻到跳闸继电器返回的时间， 保护返回时间约为30ms。 E段----重合闸动作时间：重合 闸动作时间是从故障消失开始计时 到发出重合命令的时间，图中重合 闸动作时间为862ms（922-60）。
F段----断路器合闸时间：断路 器合闸时间是从重合闸继电器动作 到断路器合闸成功，出现负荷电流 的时间，断路器合闸时间为 218ms（1140-922）。
（4）故障波形中电流、电压的幅值读取
故障电压计算 方法：先找出 IB通道上的故 障电压波形两 边的最低波峰 在刻度标尺上 的位置，计算 在标尺截取格 数除以2，再 乘以电压标尺 45V/格，最后 除以 就得到 二次电压有效 值，再乘以该 间隔的母线PT 变比，即得到 一次电压有效 值。
假设本间隔母线PT变比为1100/1，则B相短路的一次电压： UkB=[（总格*电压标度U）/（2* ）]×变比=[（2×45）/（2* ） ]*1100/1=35(kV)，故障时电压降计算U=110-35=75(kV)，零 序电压的计算方法与UkB相同，需要说明的是实际计算出的是 3U0。
（3）故障波形图中读取准确事件时间
保护装置根据开关量变 位时刻给出了各事件发生的 时间，有时并不十分准确： 如断路器跳开或合上时间， 一般取决于断路器辅助触点 动作时间，但断路器辅助触 点与主触头并不精确同步， 会有一定时差。因此需要从 波形图中直接读取各事件的 相对时间， 通常以电流或电 压波形变化比较明显的时刻 为基准，读取各事件发生的 相对时间。因为电流变大和 电压变小时刻可较准确判断 为故障已发生；故障电流消 失和电压恢复正常的时刻可 判断为故障已切除。
（2）故障波形图信息
故障波形图即整个故障过程中的各相电流、电压有效值变化曲线以 及开关量的变位情况。 制定电流、电压、时间比例尺及单位。如图中，电压标度U为45V/ 格（瞬 时值）、电流标度I为4A/格（瞬时值）、时间标度T为20ms/格。
（2）故障波形图信息
故障波形图通道名称。包括了启动、发信、收信、跳闸、合闸共5 个开关量通道及9个模拟量通道，其中I0为零序电流（实际为3I0），U0 为零序电压（实际为3U0），IA、IB、IC分别为A、B、C三相电流、UA、 UB、UC分别为母线A、B、C三相电压，UX为线路抽取电压。
保护动作报告及故障录波图的识别
佛山供电局系统运行部黄国平 制 2015年10月
课程开发者介绍
课程开发者：黄国平 工作单位：佛山供电局 职称：高级工程师、高级技师 专家级别：一级 邮箱：huanghuabing.g@163.com
课程基本信息
课程名称 课程编码 适用序列 授课方式 变电技能序列 保护动作录波图识别 课程类别 适用班组 授课时长 A类 继保、运行
一、线路故障保护动作录波图分析基础
依据线路发生故障后录波图录得的信息、事件时间、 电流、电压的幅值及相位，判断故障性质。
某110kV线路区内单相接地故障，如图1-1所示，该110kV线路 保护配置了RCS-941B保护装置，该保护装置配置有全线速动的纵联 距离、纵联零序方向主保护及完善的距离保护、零序方向后备保护。
图1-1 110kV线路区内单相接地故障示意图
区内单相接地故障录波图如图1-2所示
以某110kV线路区内 单相接地故障录波 图为例，识别线路 故障发生后的信息、 事件时间、电流、 电压的幅值及相位、 故障性质。
图1-2 区内单相接地故障录波图
10
（1）故障分析简报
变电站及线路名称、装置地址。 如图中，变电站为龙华站、线路名为 XXX线，编号为1120、装置地址为 009、管理序号00040369、打印时间： 10-05-19 14:31 故障发生时保护的动作元件序号、 启 动绝对时间和动作相对时间、动作相 别、动作元件以及序号。如图中，故障 发生的动作序号为017；启动绝对时间 为2010-05-15 19:56:01:164（2010年5 月15日19时56分01秒164毫秒）；各保 护元件动作相对时间（即以保护启动时 绝对时间为基准）为： 序号01：纵联 零序方向元件在保护启动后15ms动作。 序号02：纵联距离元件在保护启动后 23ms动作。 序号03：距离I段在保护启 动后28ms动 作。 序号04：重合闸元件 在保护启动后923ms动作。 序号05：距 离加速元件在保护启动后1240ms动作。
发信：大约在保护启动2～3ms后发信， 持续1074ms消失，1220ms(1140+80） 合闸于故障时再次发信。
（2）故障波形图信息
1、收信：大约在发信后4～5ms后 保护收到对侧信号。保护此时判断为正 方向区内故障（相对于本站母线） 1108ms消失，1224ms（1140+84）合 闸于区内故障时再次收信。
目录
一、线路故障保护动作录波图分析基础 二、母线故障保护动作录波图分析基础 三、主变故障保护动作录波图分析基础 四、CT饱和波形及变压器励磁涌流分析基础
目录
一、线路故障保护动作录波图分析基础 二、母线故障保护动作录波图分析基础 三、主变故障保护动作录波图分析基础 四、CT饱和波形及变压器励磁涌流分析基础
线路单相（A相）接地故障电流、母线电压相量图及录波图
线路相间（BC）短路故障电流、母线电压相量图及录波图
线路相间（BC）接地短路故障电流、母线电压相量图及录波图
目录
一、线路故障保护动作录波图分析基础 二、母线故障保护动作录波图分析基础 三、主变故障保护动作录波图分析基础 四、CT饱和波形及变压器励磁涌流分析基础
3、合闸：当保护动作出口跳断路器 后，在923ms重合闸动作，持续151ms 合闸脉冲消失。（1074-923=151ms）
2、跳闸：保护判断为正方向区内故 障后15ms 动作出口跳断路器，持续 105ms（120-15）跳闸脉冲消失； 1240ms（1140+100）合闸于区内故障保 护再次动作跳开断路器。
演示法,讲授法 现场实操,笔试
黄国平
45.0
考核方式 课程开发专
家
认证时间 课程评审专家
课程目标
1
任务目标
学习故障录波图识别基本知识、判断录 波图数据是否合理。
2
知识目标
阐述故障录波图识别方法，分析录波图 数据及判断故障的实例。
引题
电力系统中电力线路发生的故障类型有多种，如单相 接地故障、两相接地故障、两相或三相短路故障等等。 另外还断线故障、相继故障。其中单相接地故障发生概 率最高。
（3）故障波形图中读取准确事件时间
A段---故障持续时间：故障 持续时间为从电流变大、电压 降低开始到故障电流消失、电 压恢复正常的时间，故障持续 时间为60ms。 B段----保护动作时间：保护动 作时间是从故障开始到保护出口的 时间，即从电流变大、电压开始降 低，到保护跳闸继电器动作的时 间，保护动作最快时间为15ms。 C段----断路器跳闸时间：断路 器跳闸时间是从跳闸继电器动作到 故障电流消失的时间， 断路器跳 闸时间为45ms。
（4）故障波形中电流、电压的幅值读取
故障电流计算 方法：先找出 IB通道上的故 障电流波形两 边的最高波峰 在刻度标尺上 的位置，计算 在标尺截取格 数除以2，再 乘以电流标尺 4.0A/格，最 后除以 就得 到二次电流有 效值，再乘以 该间隔的TA变 比，即得到一 次电流有效值。
假设本间隔TA变比为1200/1，则B相短路的一次电流： IkB=[（总格*电流标度I）/（2* ）]×变比=[（3.8×4）/ （2* ）]*1200/1=6450(A)零序电流的计算方法与IkB相同， 需要说明的是实际计算出的是3I0。