故障录波器与故障波形分析

五、故障录波器之主要参数
2、A/D 转换位数 A/D 转换器的位数决定了录波器记录 数据的准确度。对于不同位数的A/D 转换器， 在量度同一个幅值的模拟量时，显然高位 数A/D 转换器的每格所代表的值要比低位数 A/D 转换器小，也就是说分辨率比较高，这 样就可以具有较高的精度，保证所有通道 采样的一致性。
1） 两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。
2） 电流增大、电压降低为相同两个相别。 3） 两个故障相电流基本反向。 根据以上特点分析判断故障性质为两相接地短路，故障相为 接地电流明显增大的那两相。
八、典型故障波形的分析
4、三相故障
根据分析三相短路故障录波图得出以下特点： 1） 三相电流增大，三相电压降低； 2） 没有零序电流、零序电压。 根据以上特点判断故障性质为三相短路故障
5.3特殊记录方式
如果出现长期的电压、频率越限或电流振荡，则由S时刻开始沿ABCD时 段顺序录波，并延长D时段，直至所有起动量全部复归或振荡停息。其中频 率值测量精度不劣于± 0.05Hz。
各种故障情况下的波行特征：
六、故障录波器之技术分析
• 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。
三、故障录波器之原理
故障录波器 用来记录电力系统中电气量和非电气量以 及开关量的自动记录装置，通过记录和监视系 统中模拟量和事件量来对系统中发生的故障和 异常等事件生成故障波形储存并发送至远方主 站，通过分析软件的处理对波形进行分析和计 算，从而对故障性质故障发生点的距离 故障 的严重程度进行准确地判断。
1） 两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压
2） 电流增大、电压降低为相同两个相别 3） 零序电流向量为位于故障两相电流间。 根据以上特点分析判断故障性质为两相接地短路，故障相为 接地电流明显增大的那两相。
八、典型故障波形的分析
3、两相短 路故障
根据分析两相接地短路故障录波图得出以下特点：
四、故障录波器之装置特点
2、录波启动方式
越限启动量优于±2％，突变启动量优于±5％；
任一路模拟量均可设置为突变量启动和越限启动 （含过量和低量启动）；
相、序量突变量和越限启动； 开关量变位或上跳变、下跳变启动； 手动及远方启动。
四、故障录波器之装置特点
3、其他
满足电力部部颁标准
2011年07月17日兴瑶站 110kV兴布乙线C相接地
1） 一相电流增大，一相电压降低； 出现零序电流、零序电压 2） 电流增大、电压降低为相同相别 3） 零序电流向位与故障电流同向， 零序电压与故障相电压反向
单相（A相）永久性故障波形图
八、典型故障波形的分析
2、两相接 地短路故障
根据分析两相接地短路故障录波图得出以下特点：
四、故障录波器之装置特点
1、集故障录波与测距、实时监测和电能质 量分析为一体
不定长动态录波和故障测距，测距精度优于2%； 记录系统发生大扰动时的时刻：年、月、日、时、分、秒、毫秒； 记录系统发生大扰动前后各输入量(电流、电压、高频、开关状态等) 的变化过程； 电力系统实时监测，可实时显示电压、电流波形及系统的有功/无功 功率、相角； 故障分析和电能质量分析； 功角、相角测量； 记录油温、压力等非电气量的变化； 记录保护和其它自动装置的动作情况； 连续慢扫描。
5、录波数据采样及记录方式 5.1模拟量采样方式
模拟量采样及记录方式按下图执行：
五、故障录波器之主要参数
系统大扰动开始时刻
S
A B C D
t=00.0000 模拟量采样时段顺序
t （s ）
Ａ时段：系统大扰动开始前的状态数据，记录时间为40ms～100ms可调。采样频率 10kHz、5kHz、2kHz、1kHz可设。 Ｂ时段：系统大扰动后初期的状态数据，记录时间200ms～2000ms可调。采样频率同 A段。 Ｃ时段：系统大扰动后中期的状态数据，记录时间1.0s～10s可调。数据输出速率1kHz、 0.5kHz、0.25kHz可设。 Ｄ时段：系统动态过程数据，不定长录波，录波时间最长为30min，数据输出速率 50Hz，10Hz，1Hz可设，输出为有效值。
七、故障录波器在应用中存在的问题及措施
采取措施
• （1） 加强巡视：定期对故障录波器进行手动触发，检验 其是否在正常的工作状态，一旦发现工作不正常立即联系 处理。 • （2） 采用备用方案：在笔记本电脑上安装波形分析软件， 在保护管理机不能调阅故障录波器的波形时，采用笔记本 电脑调阅方式，对故障进行及时的分析和判断。
六、故障录波器之技术分析
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。 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。
三、故障录波器之原理
动作原理
由电压互感器、电流互感器提供的电流经A/D转换器, 将 模拟量变为数字量, 再送入计算机, 由CPU 处理后存入存储 器, 进行检测计算,探测故障。断路器位置及保护动作情况经 开关量输入接口变成电信号, 再经隔离之后, 成组进入CPU 处理存储。在正常情况下, 对电压电流只进行采集, 对开关 只进行扫描。当有故障发生时,CPU 采集到电流电压突变量, 或过电流、 过电压、零序电流、 开关状态变化等信号时, 启动故障录波。 由于数据采集是连续的, 故可将故障前一定 时段的数据和故障后的全部数据采集, 送入RAM。然后存入磁 盘, 由离线分析程序显示出波形曲线图、 一次/二次录波值 等。
模块化结构，硬件设计先进
强大的软件功能 完备的通讯功能和网络功能 抗电磁干扰能力强 准确的系统时间
背插式组屏和USB接口
五、故障录波器之主要参数
1、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，在系统发生故障之初，故障波形的高 次谐波非常严重，因此，为了较真实地记录故障 的暂态过程，录波器要有较高的采样速率。电力 行业标准规定，故障录波器的采样速率应达到5 kHz。但高的采样速率，则要使用较多的存储空 间，同时在进行数据传输时，要花费更长的时间， 这很不利于故障后的快速分析故障。
五、故障录波器之主要参数
3、最大故障电流记录能力 该指标用来保证在系统最大短路电流下 能够完整地记录故障过程，不发生削波， 同时在极小电流时又要能用一定的精度。 该指标有时还影响到录波器启动定值的灵 敏度。
五、故障录波器之主要参数
4、录波记录时间 故障录波器被触发后，将根据事先设定的录 波时间采集数据、存储数据。这几个时段有： • 故障前记录时间，这部分录波数据主要是用来进 行故障定位计算时使用。 • 触发时段：这部分录波数据记录的是故障发生的 前期过程，含有较多的暂态分量，故障后进行故 障定位和其他电气量计算使用的主要是这部分数 据。 • 故障后时段：这个时段主要记录系统在故障结束 后系统的情况，这段数据主要关心的是变化过程。
五、故障录波器之主要参数
5.2、不定长录波的实现
• 1）非振荡故障启动 a)第一次启动，按A→B→C→D顺序录波； b)除A、B段外，如果正在录波又出现一次启动，则录波立即回到S点重新 开始A→B→C→D顺序录波。 • 2）自动终止记录条件 同时符合如下条件时，则自动停止记录： a)记录时间＞3s； b)所有启动量全部复归。
六、故障录波器之技术分析
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）
七、故障录波器在应用中存在的问题及措施
七、故障录波器在应用中存在的问题及措施
采取措施（续）
• （3） 加强培训：利用系统维护的机会，请故障录波器厂 家人员现场讲解。
• （4） 制定预案：在相关预案中加入故障录波器故障时的 应急方案。 通过这些措施实施，故障录波器的故障率得到了降 低 ，从而保证在系统发生故障时第一时间内及时调阅到 波形进行分析，提高了事故处理效率。
八、典型故障波形的分析
1、单相接 地短路故障
根据分析的单相接地短路故障录波图得出以下特点：
• 1） 一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压
• 2） 电流增大、电压降低为相同相别 • 3） 零序电流向位与故障电流同向，零序电压与故障相电压反 向
根据以上分析，判断为单相接地故障，故障相为接地电流 明显增大的那一相。
故障录波器 及典型故障波形分析
故障信息管理系统
背景 电网事故的一般处理程序
电网事故判断
电网事故处理 电网事故分析
电网事故分析
现场保护 的动作信 号－－来 自于调度 员的汇报
故障录波 器的录波 图
保护装置 内部动作 事件报告 和动作波 行图
继电保护故障信息
内 容
一、故障录波器的概念
二、故障录波器的功能
故障录波器在应用中存在的问题
故障录波器在实际应用过程中经常出现保护管理机调 不到故障波形的故障，严重影响了故障波形的分析，在系 统发生故障时将影响对故障性质的判断，根据现场处理的 情况有以下几种原因导致该故障的发生： • （1） 保护管理机与故障录波器之间通信中断
• （2） 保护管理机死机导致死数据 • （3） 故障录波器存储单元损坏 • （4） 故障录波器软件版本低导致数据溢出