电力系统故障分析 11FA故障录波图的阅读与分析
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故障录波图的阅读与分析
故障录波器 故障录波图的基本知识 故障录波图的阅读与分析方法
概述
故障录波器是一种自动装置
当电力系统发生故障及振荡时能自动进行记录
它可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压 崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如 有功、无功及系统频率的全过程变化现象。
“黑匣子”
故障录波器的作用
0ms前输出≥40ms的正常波形。
为了方便阅读，一般会将录波图中电气量较长时间无 明显变化的录波段省略输出
很多故障录波器并不完全是以0时刻为故障突变时刻 的，因此在分析录波图时要注意区分。
故障录波图的基本知识（5）
录波波形部分
电流量
模拟量 录波
A、B、C三相电流
录波装置内部的零序 电流采样回路即N线 上的小电流互感器的 二次量（物理合成）
比例标尺 部分
通道注解 部分
时间刻度 部分
录波波形ห้องสมุดไป่ตู้部分
故障录波图的基本知识（1）
图A-1
文字信息部分
主要描述故障录波设备安装地点，被录波的相关设备的名称， 以及故障发生时录波启动的绝对时间等
有的故障录波图的文字信息部分相当于一份简单的故障报告
包括故障相别、故障电流、故障电压、故障测距等
可以简单地对故障的总体情况做一个了解。 但是不能作为最后对故障的定性分析结果。
图A-1
A、B、C三相电压
来自电压互感器二次绕组， 与保护合用
3U0零序电压
专用故障录波器，使用来自电压互感器的二次开口三 角绕组（物理合成）
保护装置录波，使用自产3U0（数字合成）
高频通道 录波
来自高频保护收发信机背板端子上的专用录波输出量，不允 许将录波通道直接并接于高频保护通道上，以防止录波通道 故障而导致高频保护的不正确动作。
一种是在各录波通道附近对应位置注解，该种模式多 见于专用故障录波器。
一种是在录波图中对各录波通道进行编号，然后集中 对各通道进行注解定义，该种模式多见于保护装置打 印输出波形。
故障录波图的基本知识（4）
图A-1
时间刻度部分
以s（秒）或ms（毫秒）作为刻度单位
以0时刻为故障突变时刻，要求误差不超过1ms。
开关量 阅读
故障录波图的阅读
图A-2
幅值阅读
A相故障电流 Ia 有效值阅读 e-f段电流波形峰值处约占0.9格 二次有效值=（0.9格×17A/格）÷ 2=10.82A 一次有效值=10.82 × （1200/5）=2596.5A
A相故障时 Ua 残压幅值阅读 g-h段电压波形峰值处约占0.3格 二次有效值=（0.3格×100V/格）÷ 2=21.2V 一次有效值=21.2×（220/0.1）=46.64kV
作用主要是为了在故障分析时，查看收发信机的停发信是否 正常，收发信波形幅值是否正常，波形是否完整连续，有无 缺口等，为事故分析提供依据。
故障录波图的基本知识（5） 录波波形部分
开关量 录波
返回 图A-1
保护信号录波 保护装置跳闸出口信号
重合闸动作出口信号
纵联保护收发信信号
重要的告警信号
断路器位置录波量 直接采用断路器辅助接点信号
3I0零序电流
使用自产3I0方式录波 （数字合成）
3I0录波与实际零序电 流反相，在阅读时需 要注意区分。
图A-1
保护安装处电流 互感器的录波专 用二次绕组
与保护装置合用 一个电流互感器 二次绕组，此时 要求录波装置电 流回路串接于保 护装置之后
故障录波图的基本知识（5） 录波波形部分
电压量
模拟量 录波
平均刻度 值法
利用图中统一定义了单位幅值量的刻度格来充当标尺，通 过阅读波形所占格数来阅读幅值量。
标尺定义为以标准纸打印输出后的实际单位长度作为比例标尺刻度， 例如1kV/mm、100A/mm等
故障录波图的基本知识（3）
图A-1
通道注解部分
对所录波形的内容进行定义，标明当前通道中所录波 形的对象名称。
故障录波图的基本知识（2）
图A-1
比例标尺部分
电流 电压 时间
电流 电压 比例尺
录波装置 自动生成
量化阅读 的
重要工具
同一录波图 同一电气量 比例尺相同
瞬时值标尺 有效值标尺 一次值标尺 二次值标尺
二次 瞬时值 比例标尺
故障录波图的基本知识（2）
比例标尺 的
模式
图A-1
最大值法
录波通道中显示当前通道中所录波形的正半周最大值和负 半周最大值，然后可通过与最大值波形的幅值比例关系去 阅读该通道中其它各点波形的幅值。
基于
IEC61850 标准
返回
通过对智能变电站中数据 对象的订阅来实现数据的 自由记录
网络 代替了 传统电缆
IED信息 共享快捷
良好的
发展前 景
故障录波图的基本知识
图A-1
故障录波图的基本构成
保护及自 动装置的 录波图
基本格式相同 图形格式略有区别
专用故障 录波器的 录波图
录波图 五大部分
文字信息 部分
1、正确分析事故的原因并研究对策； 2、正确评价继电保护及安全自动装置的动作行为； 3、准确定位线路故障，缩小巡线范围； 4、发现二次回路的缺陷，及时消除隐患； 5、发现一次设备的缺陷，及时消除隐患； 6、为系统复杂故障的分析提供有力支撑； 7、验证系统运行方式的合理性，及时调整系统运行方式； 8、实测系统参数，验算保护定值； 9、分析研究系统振荡问题； 10、分析研究电力系统内部过电压问题。
故障录波设备的前景和展望
传统的故障录波装置 保护信息子站
硬 接 线
IEC60870-5-103
DNP规约（Distributed Network Protocol）配网 通信规约
模拟量
电流电压
开关量
跳合闸命令 位置状态
调度或站端后台
不能满足 智能变电 站的要求
故障录波设备的前景和展望
智能故障 录波器
保护装置录波中的保 护动作类开关量录波 往往要比专用录波器 中的保护动作类开关 量录波的时效性强。
分相操作的断路器应为分相位置信号
使用分合闸位置继电器TWJ、HWJ的触点 信号时，考虑在时间上的误差
故障录波图的阅读与分析方法 故障录波图的阅读
目测估 算阅读
定性 分析
简单定 量分析
幅值阅读
相位阅读
时间阅读
1、根据所记录波形，可以正确地分析判断电力系统、 线路和设备故障发生的确切地点、发展过程和故障类 型，以便迅速排除故障和制定防止对策。
2、分析继电保护和高压断路器的动作情况，及时发现 设备缺陷，查找电力系统中存在的问题。
3、积累第一手材料，加强对电力系统规律的认识，不 断提高电力系统运行水平。
故障录波分析的重要意义
故障录波器 故障录波图的基本知识 故障录波图的阅读与分析方法
概述
故障录波器是一种自动装置
当电力系统发生故障及振荡时能自动进行记录
它可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压 崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如 有功、无功及系统频率的全过程变化现象。
“黑匣子”
故障录波器的作用
0ms前输出≥40ms的正常波形。
为了方便阅读，一般会将录波图中电气量较长时间无 明显变化的录波段省略输出
很多故障录波器并不完全是以0时刻为故障突变时刻 的，因此在分析录波图时要注意区分。
故障录波图的基本知识（5）
录波波形部分
电流量
模拟量 录波
A、B、C三相电流
录波装置内部的零序 电流采样回路即N线 上的小电流互感器的 二次量（物理合成）
比例标尺 部分
通道注解 部分
时间刻度 部分
录波波形ห้องสมุดไป่ตู้部分
故障录波图的基本知识（1）
图A-1
文字信息部分
主要描述故障录波设备安装地点，被录波的相关设备的名称， 以及故障发生时录波启动的绝对时间等
有的故障录波图的文字信息部分相当于一份简单的故障报告
包括故障相别、故障电流、故障电压、故障测距等
可以简单地对故障的总体情况做一个了解。 但是不能作为最后对故障的定性分析结果。
图A-1
A、B、C三相电压
来自电压互感器二次绕组， 与保护合用
3U0零序电压
专用故障录波器，使用来自电压互感器的二次开口三 角绕组（物理合成）
保护装置录波，使用自产3U0（数字合成）
高频通道 录波
来自高频保护收发信机背板端子上的专用录波输出量，不允 许将录波通道直接并接于高频保护通道上，以防止录波通道 故障而导致高频保护的不正确动作。
一种是在各录波通道附近对应位置注解，该种模式多 见于专用故障录波器。
一种是在录波图中对各录波通道进行编号，然后集中 对各通道进行注解定义，该种模式多见于保护装置打 印输出波形。
故障录波图的基本知识（4）
图A-1
时间刻度部分
以s（秒）或ms（毫秒）作为刻度单位
以0时刻为故障突变时刻，要求误差不超过1ms。
开关量 阅读
故障录波图的阅读
图A-2
幅值阅读
A相故障电流 Ia 有效值阅读 e-f段电流波形峰值处约占0.9格 二次有效值=（0.9格×17A/格）÷ 2=10.82A 一次有效值=10.82 × （1200/5）=2596.5A
A相故障时 Ua 残压幅值阅读 g-h段电压波形峰值处约占0.3格 二次有效值=（0.3格×100V/格）÷ 2=21.2V 一次有效值=21.2×（220/0.1）=46.64kV
作用主要是为了在故障分析时，查看收发信机的停发信是否 正常，收发信波形幅值是否正常，波形是否完整连续，有无 缺口等，为事故分析提供依据。
故障录波图的基本知识（5） 录波波形部分
开关量 录波
返回 图A-1
保护信号录波 保护装置跳闸出口信号
重合闸动作出口信号
纵联保护收发信信号
重要的告警信号
断路器位置录波量 直接采用断路器辅助接点信号
3I0零序电流
使用自产3I0方式录波 （数字合成）
3I0录波与实际零序电 流反相，在阅读时需 要注意区分。
图A-1
保护安装处电流 互感器的录波专 用二次绕组
与保护装置合用 一个电流互感器 二次绕组，此时 要求录波装置电 流回路串接于保 护装置之后
故障录波图的基本知识（5） 录波波形部分
电压量
模拟量 录波
平均刻度 值法
利用图中统一定义了单位幅值量的刻度格来充当标尺，通 过阅读波形所占格数来阅读幅值量。
标尺定义为以标准纸打印输出后的实际单位长度作为比例标尺刻度， 例如1kV/mm、100A/mm等
故障录波图的基本知识（3）
图A-1
通道注解部分
对所录波形的内容进行定义，标明当前通道中所录波 形的对象名称。
故障录波图的基本知识（2）
图A-1
比例标尺部分
电流 电压 时间
电流 电压 比例尺
录波装置 自动生成
量化阅读 的
重要工具
同一录波图 同一电气量 比例尺相同
瞬时值标尺 有效值标尺 一次值标尺 二次值标尺
二次 瞬时值 比例标尺
故障录波图的基本知识（2）
比例标尺 的
模式
图A-1
最大值法
录波通道中显示当前通道中所录波形的正半周最大值和负 半周最大值，然后可通过与最大值波形的幅值比例关系去 阅读该通道中其它各点波形的幅值。
基于
IEC61850 标准
返回
通过对智能变电站中数据 对象的订阅来实现数据的 自由记录
网络 代替了 传统电缆
IED信息 共享快捷
良好的
发展前 景
故障录波图的基本知识
图A-1
故障录波图的基本构成
保护及自 动装置的 录波图
基本格式相同 图形格式略有区别
专用故障 录波器的 录波图
录波图 五大部分
文字信息 部分
1、正确分析事故的原因并研究对策； 2、正确评价继电保护及安全自动装置的动作行为； 3、准确定位线路故障，缩小巡线范围； 4、发现二次回路的缺陷，及时消除隐患； 5、发现一次设备的缺陷，及时消除隐患； 6、为系统复杂故障的分析提供有力支撑； 7、验证系统运行方式的合理性，及时调整系统运行方式； 8、实测系统参数，验算保护定值； 9、分析研究系统振荡问题； 10、分析研究电力系统内部过电压问题。
故障录波设备的前景和展望
传统的故障录波装置 保护信息子站
硬 接 线
IEC60870-5-103
DNP规约（Distributed Network Protocol）配网 通信规约
模拟量
电流电压
开关量
跳合闸命令 位置状态
调度或站端后台
不能满足 智能变电 站的要求
故障录波设备的前景和展望
智能故障 录波器
保护装置录波中的保 护动作类开关量录波 往往要比专用录波器 中的保护动作类开关 量录波的时效性强。
分相操作的断路器应为分相位置信号
使用分合闸位置继电器TWJ、HWJ的触点 信号时，考虑在时间上的误差
故障录波图的阅读与分析方法 故障录波图的阅读
目测估 算阅读
定性 分析
简单定 量分析
幅值阅读
相位阅读
时间阅读
1、根据所记录波形，可以正确地分析判断电力系统、 线路和设备故障发生的确切地点、发展过程和故障类 型，以便迅速排除故障和制定防止对策。
2、分析继电保护和高压断路器的动作情况，及时发现 设备缺陷，查找电力系统中存在的问题。
3、积累第一手材料，加强对电力系统规律的认识，不 断提高电力系统运行水平。
故障录波分析的重要意义