电力系统故障录波数据分析.
电力系统故障录波数据分析
电力系统故障录波数据分析摘要：电力系统故障录波系统是电力系统发生故障及振荡时能自动记录的一种系统或一种装置。
近年来，不同类型的故障录波器已在电力系统中得到广泛应用，所记录的各种故障录波数据为电力系统故障分析及各种保护动作行为的分析和评价提供了数据来源和依据。
目前，电网调度端已能通过专用网或电话网将电网故障录波数据集中到一起，但如何有效管理和利用这些信息进行必要的故障分析、保护动作行为评价及故障测距等并没有统一的标准，因此，本文针对电力系统故障录波数据进行了分析。
关键词：电力故系统故障分析；故障录波数据；双端测距一、电力故障录波器目前，在各个电压等级的变电站中，故障录波器的应用非常普遍。
故障录波器的系统运行原理是基于三相制（三相电压和三相电流）的电力系统进行运作的。
以单相为例，电力系统的电压经由滤波器将低频漂移信号和高频干扰信号过滤，再由霍尔电压传感器变为电流信号，调理电路则将电流信号转变为等比例电压信号，并将该信号传递给模数转换芯片转换成数字信号，通过相关的计算方法对这些数据进行分析，可以得到关于电压的各项参数，包括电压峰值、有效值、最大值、THD等，监控中心获得这些参数后，则可根据分析结果向电力系统故障录波器发送如检测电压、电流以及调整故障记录限值的相关控制指令，并以此促使电力系统始终处于正常的工作状态中。
由此可见，故障录波器是对电力系统故障进行动态记录的主要设备，其负责对电力系统中高速故障及其动态过程的全程记录工作。
（1）对高速故障的记录是针对新型高速断电保护以及安全自动装置进行检测的主要手段，包括对电力系统的短路及通过线路分布参数与电流和电压的系统操作错误的暂态过程进行记录。
（2）对故障动态过程进行记录是针对继电保护与安全自动装置的动作行为进行检测的主要手段，由于大扰动的原因使得电流、电压及其导出量发生有功、无功、频率的变化的全过程都是故障录波器对故障动态过程记录的相关内容。
（3）长过程动态记录是对发电机组和电网正常运行时的稳态数据的记录，其内容包括对母线电压及频率、线路有功潮流、变压器电压分接头位置以及自动装置的动作行为等。
故障录波 文件解析
故障录波文件解析1.引言1.1 概述故障录波文件解析是一项重要的技术，在电力系统故障诊断和维护方面起着关键的作用。
故障录波是指在电力系统发生故障时，对系统电压、电流等参数进行高频采样记录的过程。
故障录波文件解析是对录波数据进行分析和处理的过程，通过解析故障录波文件，可以获取有关故障发生时的详细信息，包括故障类型、故障位置、故障时的电压电流波形等。
这些信息对于电力系统的故障诊断和维护具有重要的指导意义。
在故障录波文件解析的过程中，需要使用一系列的方法和步骤。
首先，需要对录波数据进行预处理，包括数据校验、数据格式转换等。
然后，通过信号处理和数学算法，对录波数据进行分析和提取，获取相关的故障特征。
最后，通过与故障诊断数据库进行比对，确定故障类型和故障位置。
故障录波文件解析在电力系统运维中扮演着重要的角色。
它可以帮助工程师们迅速准确地定位故障，提高故障处理的效率。
同时，通过对录波数据的分析与比对，还能为日后的故障预防和系统优化提供可靠的依据。
因此，故障录波文件解析是电力系统运维中不可或缺的一环。
它的重要性不容忽视，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
在接下来的正文部分，我们将详细介绍故障录波的定义和作用，以及文件解析的方法和步骤，以期帮助读者更好地理解和应用这一技术。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章的结构部分旨在介绍整篇文章的组织架构和内容安排，帮助读者更好地理解文章的内容和脉络。
首先，本文的结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
概述部分可以简要介绍故障录波文件解析的背景和重要性，引起读者的兴趣。
文章结构部分就是本小节要介绍的内容，主要目的是向读者呈现整篇文章的组织结构和内容安排，让读者了解本文的整体框架。
目的部分可以明确本文的写作目的，概括地说明本文的主要目标和内容要点。
正文部分是文章的核心部分，包括故障录波的定义和作用以及文件解析的方法和步骤。
故障录波器的使用及数据分析
溃 、电压崩 溃等 发生后 的有关 系统 电参量 的变化 过
程及继 电保 护与 安全 自动装置 的动作 行为 。 现代故 障录 波装置是 由微 机来实 现 的 ，集故 障 动态记 录 、分 析计 算 、结 果输 出于一体 的专 用成套 装置 。除 了记 录所采 集 的录取量 的实 时动态 变化过 程 外 ，并能根 据记 录的 电流 、电压 、开关量 ，对有 关 元件 的有功 、无功 、非周 期分 量 、系 统频率 的变 化 及故 障距离进 行计 算 ，输 出分 析结果 。 现代 微机保 护 中均 有一定 的录波功 能 ，但 只是
Ａ 时段 ：系统 大扰动 开始前 的状 态数据 ，记录
时 间 ≥ ０ ０ 。 ． ４Ｓ
Ｂ时段 ：系统 大扰动后 初期 的状 态数 据 ，可直
３ ・ ４
维普资讯
２ ０ 年 １月 ０７ ２
任 玉佩 ：故 障 录 波器 的使 用及 数 据 分析
间 录波 时 ，由于数据 来不及 转 出 ，前 置机 内存耗尽 而丢失 录波数据 。新 型微 机录波 器均采 用 高速数据
总线 ，实 现数据 的 同步转存 ，消除 了数据 传输 的瓶
＃Ｕ Ｏ ．０ Ｕ．０ ０ ０
系统 大扰 动开 始时 刻
颈 问题 。 ２ ３ 嵌 入式操 作 系统 ．
以单板 计算 机构成 数据采 集 系统 ，数 据存储 于
内存 中，由打 印机输 出波形 图。特点 是容量 小 、无
存储 能力 、 由于 内存 有 限 只 能采 取定 长 记 录 方式 ；
虽然省 去 了感光胶 卷 的置换 、冲洗 、运送过程 ，但 打印失 败或 连续启 动将 丢失 录 波数据 ，可靠性 也未 得 到实 质性 的提高 。
故障录波分析系统使用说明书
故障录波分析系统使用说明书一、概述故障录波分析系统主要功能是对保护单元中保存的故障录波数据进行处理和分析。
具体功能有故障点的选择、各通道数据的波形显示、波形的谐波分析、差分分析、向量分析、阻抗分析以及保护特性分析等。
波形、差分、向量、阻抗和保护特性等分析都要求用图形显示。
二、基本功能2.1数据读取及格式转换系统读取从保护测控单元储存内存中的故障录波数据直接导出的文本文件，该文件最大可储存10次录波数据，每次录波数据最大可记录26个测量通道数据。
系统每一次录波数据可以转换为电力系统暂态数据交换（COMTRADE）共用格式。
下图所示是各通道曲线设置窗口，可以设置各通道的名称、系数、比例等属性。
2.2波形显示显示录波数据的瞬时数据曲线，以及分析后的差分曲线以及数据基波曲线。
曲线的颜色、比例都有可以调整。
还可以选取需要显示的曲线，简单方便，直观形象。
波形显示窗口还给用户提供故障线和观察线的选定和显示功能。
用户只要在波形上双击故障点坐标，波形上即会显示出一条黄色竖形的故障线；当用户按住鼠标左键在波形上移动时波形上会显示出两条浅蓝色的观察线，靠近鼠标下面的实线与左边的虚线之间的时间间隔为一个周期，此时观察谐波分析或者向量分析的数据是以实线所表示的时刻为准。
另外，在系统状态栏中还显示了观察实线的采样点及该点距离故障线的时间间隔。
2.3差分分析差分是指将每个当前采样点数据与前一采样点之差组成新的数列，分析该数列的基波幅值和相位。
差分分析结果可以在基本信息窗口显示或者向量显示。
2.4谐波分析谐波分析是运用傅里叶级分解原理离散分析方法，得到直流分量、基波分量、2次谐波、3次谐波一直到20次谐波分量。
谐波分析结果显示时，可以显示各分量的幅值、相位以及高次幅值占基波幅值的百分比。
2.5向量分析向量分析是根据各道通波形的基波分量以及其差分分量的幅值和相位在向量坐标系中作向量图，提供电压组(Ua、Ub、Uc)和电流组(Ia、Ib、Ic)两组6个向量以及向量之间的计算(Uab、Ubc、Uca、1U0、2U0、3U0、Iab、Ibc、Ica、1I0、2I0、3I0等)向量。
故障录波图分析报告
在我们的日常生产中经常需要通过录波图来分析电力系统到底发生了什么样的故障？保护装置的动作行为是否正确？二次回路接线是否正确？CT、PT 极性是否正确等等问题。
接下来分享一下分析录波图的基本方法：1、当我们拿到一录波图后，首先要大致判断系统发生了什么故障，故障持续了多长时间。
2、以某一相电压或电流的过零点为相位基准，查看故障前电流电压相位关系是否正确，是否为正相序？负荷角为多少度？3、以故障相电压或电流的过零点为相位基准，确定故障态各相电流电压的相位关系。
（注意：选取相位基准时应躲开故障初始及故障结束部分，因为这两个区间一是非周期分量较大，二是电压电流夹角由负荷角转换为线路阻抗角跳跃较大，容易造成错误分析）4、绘制向量图，进行分析。
一、单相接地短路故障录波图分析：分析单相接地故障录波图的要点：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、电压降低为同一相别。
3、零序电流相位与故障相电流同向，零序电压与故障相电压反向。
4、故障相电压超前故障相电流约 80 度左右；零序电流超前零序电压约 110 度左右。
当我们看到符合第 1 条的一录波图时，基本上可以确定系统发生了单相接地短路故障；若符合第 2 条可以确定电压、电流相别没有接错；符合第 3 条、第 4 条可以确定保护装置、二次回路整体均没有问题（不考虑电压、电流同时接错的问题，对于同时接错的问题需要综合考虑，比如说你可以收集同一系统上下级变电所的录波图，对于同一个系统故障各个变电所录波图反映的情况应该是相同的，那么与其他站反映的故障相别不同的变电站就需要进行现场测试）。
若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。
这里需要特别说明一下南瑞公司的900 系列线路保护装置，该系列保护在计算零序保护时加入了一个78 度的补偿阻抗，其录波图上反映的是零序电流超前零序电压 180 度左右。
对于分析录波图，第 4 条是非常重要的，对于单相故障，故障相电压超前故障相电流约条是非常重要的，对于单相故障，故障相电压超前故障相电流约 80 度左右；对于多相故障，则是故障相间电压超前故障相间电流约 80 度左右；“80 度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，也即线路阻抗角。
基于Python软件的故障录波数据分析
基于Python软件的故障录波数据分析基于Python软件的故障录波数据分析引言：电力系统是现代社会的重要基础设施，为保障电力系统的稳定运行，故障录波数据的分析变得尤为重要。
而Python语言作为一种功能强大的编程语言，在数据分析、可视化和机器学习等方面有着广泛的应用。
本文将介绍如何使用Python软件对故障录波数据进行分析，以帮助电力系统工程师更好地理解和处理故障。
一、故障录波数据的特点：故障录波数据是指在电力系统发生故障时，通过录波装置记录下的相关信号。
故障录波数据具有以下特点：1. 高速采样：为了准确记录故障发生过程中的细节，录波装置通常以较高的采样频率进行数据采集。
2. 大数据量：因为故障发生的瞬间，录波装置需要记录较长的时间窗口，导致录波数据的数量庞大。
3. 多种信号：录波数据通常包含多个信号，如电流、电压、功率等。
4. 难以处理：录波数据的处理需要考虑信号的同步、滤波、配准等问题，具有一定的难度。
二、Python在故障录波数据分析中的应用：Python语言具备丰富的科学计算库和数据处理工具，使其成为处理故障录波数据的理想选择。
1. 数据导入与预处理：Python拥有强大的数据导入和处理功能，可以轻松处理大规模的录波数据。
通过使用Pandas库，可以将数据从不同格式（如CSV、Excel等）导入到Python环境中，并进行数据清洗和预处理工作。
示例代码：import pandas as pddata = pd.read_csv('data.csv') # 导入数据data = data.dropna() # 去除缺失值2. 数据可视化：Python提供了多种数据可视化库，如Matplotlib和Seaborn，可以帮助分析师更好地理解和呈现故障录波数据。
可以利用这些库绘制波形、频谱图、柱状图等图形，揭示数据中的规律和特点。
示例代码：import matplotlib.pyplot as pltplt.plot(data['time'], data['voltage']) # 绘制电压波形plt.xlabel('Time')plt.ylabel('Voltage')plt.show()3. 特征提取与分类：故障录波数据中蕴含着丰富的信息，可以通过特征提取和分类算法进一步分析数据。
故障录波四步分析法讲解
故障录波四步分析法讲解故障录波是电力系统中的一种常见设备，它能够捕捉到电力系统中出现的异常波形，并将这些波形记录下来。
故障录波数据对于电力系统的故障分析、事故处理以及设备运行状态评估都有着重要的作用。
而故障录波的四步分析法则是一种对故障录波数据进行系统分析的方法。
故障录波四步分析法概述故障录波四步分析法指的是从故障录波数据的挑选、分析、诊断以及判定四个步骤入手，对故障录波数据进行分析的方法。
具体来讲，故障录波四步分析法包括以下四个步骤：1. 故障录波数据的挑选对于整个电力系统中存在的大量故障录波数据，我们需要首先从中挑选出与我们正在研究的故障类型以及特有的电学特征相一致的数据。
例如，如想要研究一次侧接地故障的波形，我们需要把一次侧的故障录波数据从整个数据中筛选出来。
2. 故障录波数据的分析在确定了可以用于研究的故障录波数据之后，我们需要对这些数据进行进一步的分析。
在此步骤中需要关注的重点包括：•波形特征的分析，包括波形起点、极值点、波形衰减等。
•电学特征的分析，包括电流的大小、相位角、频率响应等。
在了解了故障录波数据的基本信息之后，我们需要对这些数据进行进一步的诊断。
主要包括：•确定故障类型，它可以是接地故障、短路故障等。
•确定故障位置，例如故障发生是在哪个支路、哪个相位等。
•确定故障性质，例如故障是否单相、三相、瞬时短路等。
4. 故障录波数据的判定最后，根据对故障录波数据的挑选、分析和诊断，可以得出对发生故障位置的初步判断。
在此步骤中需要打打决策，例如进行临时保护动作等。
故障录波四步分析法应用案例下面以一种典型的短路故障为例，介绍故障录波四步分析法的应用：1. 故障录波数据的挑选首先，我们需要从大量的故障录波数据中挑选出符合要求的数据。
在这个案例中，我们需要挑选出短路故障发生在某个特定支路下的录波数据，并将其与其他支路下的录波数据进行比较。
2. 故障录波数据的分析接下来，我们需要对选定的故障录波数据进行分析。
怎样分析电力系统故障录波图
本章主要介绍了电力系统故障录波图的基本概念、作用、分类及组成等，为后续的录波图分析提 供了基础知识。
书中的关键点和引人入胜的内容俯拾皆是。例如，书中对于故障录波图的生成原理及其与电力系 统运行参数的关系进行了深入讲解。同时，作者还通过对比不同国家和地区的电力系统以及不同 设备的故障录波图，展示了故障录波图的多样性和差异性。这些内容不仅增加了读者对于故障录 波图的理解，还拓宽了读者的视野，使其能够更好地理解和评估电力系统的性能。
阅读感受
阅读感受
《怎样分析电力系统故障录波图》是一本引人入胜的读物，它带领读者深入电力系统的内部，通 过故障录波图这一独特视角，洞察电力系统的运行状况和潜在问题。作者深厚的专业知识、生动 的行文风格以及独到的见解，都让这本书成为了一部值得一读的佳作。
在书中，作者详细评价了故障录波图对于电力系统的重要性。故障录波图不仅可以帮助我们更好 地理解电力系统的运行机制，还能够发现和预测潜在的问题，为维护和升级电力系统提供了有价 值的参考。作者还通过大量的实例和案例，向读者展示了如何通过分析故障录波图来解决实际问 题，这种实用性使得这本书对于从事电力系统相关工作的人来说非常有价值。
目录分析
时序分析是根据电气量随时间变化的情况，确定故障发生的时间、地点和类型；频域分析则是将 电气量信号从时域转换到频域进行分析，以便更好地提取特征；时频分析则是将电气量信号从时 域转换到时频域进行分析，以便更好地揭示信号的局部特征。在实际应用中，需要根据具体情况 选择合适的分析方法。 为了使读者更好地理解和掌握录波图在实际中的应用，本书中列举了一些经典案例进行分析。这 些案例包括不同类型短路故障、断线故障等，每个案例都进行了详细的分析，并给出了相应的处 理措施。通过这些案例的学习，读者可以更加深入地了解录波图在实际中的应用情况及重要性。 结...
故障录波器波形分析
故障录波器波形分析故障录波器（Fault Recorder）是一种专用的电力系统故障记录设备，广泛应用于电力系统的技术运行和故障分析过程中。
它能够记录和保存电力系统中的各种故障事件的波形数据，为故障的快速分析和解决提供了重要的依据。
故障录波器的波形分析是指对录波器保存的故障事件波形数据进行分析和解读的过程。
通过对波形数据的全面分析，可以从中获得有关故障事件的详细信息，包括故障类型、发生位置、故障时刻、故障电压和电流的变化等等。
这对于电力系统的运行和维护非常重要。
波形分析主要包括以下几个方面：1.故障类型的识别：通过对波形数据的特征分析，可以确定故障事件的类型，如短路、接地故障、电压暂降、电压暂升等。
不同类型的故障具有不同的波形特征，通过对波形数据的分析，可以准确地确定故障类型，为故障的修复提供依据。
2.故障的发生位置和时刻的确定：通过对电流和电压波形的相位和幅值分析，可以确定故障事件的发生位置和发生时刻。
电流和电压波形的相位差可以反映故障发生的位置，而波形的幅值变化可以反映故障的时刻。
通过对波形数据的分析，可以快速准确地确定故障的发生位置和时刻。
3.故障电压和电流的变化规律分析：通过对电流和电压波形的变化规律的分析，可以了解故障电压和电流在故障事件中的变化过程。
这对于了解故障的严重程度和对电力设备的损坏程度有重要的意义，对于故障的修复和设备的保护具有重要的指导作用。
4.波形数据的比较和对比分析：通过对不同事件之间波形数据的比较和对比分析，可以找出故障事件之间的相似之处和不同之处，寻找共性和规律。
这有助于从整体上了解故障事件的特点和规律，为未来类似故障的分析和解决提供经验和参考。
总之，故障录波器的波形分析是电力系统故障处理和分析的重要环节。
通过对波形数据的深入分析和解读，可以准确地确定故障的类型、发生位置和时刻，了解故障电压和电流的变化规律，为故障的修复和设备的保护提供重要依据。
它对于电力系统的安全稳定运行和维护具有重要的意义。
输电线路典型故障录波图的分析
输电线路典型故障录波图的分析摘要：输电线路长期运行于野外自然环境，面临着雷击、鸟害、绝缘子污闪、外力破坏、山火及冰灾等考验。
输电线路故障后能否及时找到故障点及故障原因能有效避免故障的升级及再次发生。
本文通过对几种输电线路常见的典型故障的录波图进行研究，对故障期间整个过程的电压、电流的变化进行分析，找出一定规律总结，为下步及时查找输电线路故障点及原因提供重要参考。
关键词：输电线路；典型录播；分析；1 雷击故障录波分析输电线路故障中雷击是较常见的典型故障，110 kV以上输电线路雷击在故障类型中占到50%以上，雷击故障的重合闸成功率较高在70~80%左右。
一般雷击故障分为绕击和反击，绕击雷击故障大多为单相故障，反击为单相、两相和三相故障也较为常见。
雷电绕击时，雷绕过架空避雷线击于导线，雷电具有较高电压往往超过线路绝缘水平，单相绝缘子串闪络，造成线路跳闸，造成单相接地故障。
单相绝缘子串闪络前期伴随着较大幅值的雷电流，过后幅值快速下降，故障单相的电压出现变化，之后稳定的雷电流在波形图上呈现较为稳定和整齐的正炫波。
单相雷击后线路保护切除故障，重合闸动作后，大幅值雷电流消失，故线路一般可重合成功。
图1为某220 kV线路一起故障波形图。
图中可知I B相电流增大，U B相电压降低，出现了3I0零序电流及3U0零序电压，I B电流增大与U B电压降低为同一相别，3I0零序电流相位与I B相电流同向，3U0零序电压与U B相电压反向。
由此基本可以断定为单相接地故障。
分析录波后安排线路运维人员现场核实故障，结论为该线路N54塔B相绝缘子雷击闪络痕迹，与故障测距相符确定为故障点。
图1 单相雷击接地故障典型波形图反击故障一般雷击于杆塔顶部和架空避雷线，雷电流经杆塔引线接入大地，幅值较大的雷电流在杆塔上产生较高电压，导线与塔身电位差大于线路绝缘水平即可发生跳闸，故障有可能单相、两相或三相，与单相闪络相似，波形图前期电压波动，后期正炫波整齐稳定。
故障录波分析系统使用说明书
故障录波分析系统使用说明书一、概述故障录波分析系统主要功能是对保护单元中保存的故障录波数据进行处理和分析。
具体功能有故障点的选择、各通道数据的波形显示、波形的谐波分析、差分分析、向量分析、阻抗分析以及保护特性分析等。
波形、差分、向量、阻抗和保护特性等分析都要求用图形显示。
二、基本功能2.1数据读取及格式转换系统读取从保护测控单元储存内存中的故障录波数据直接导出的文本文件，该文件最大可储存10次录波数据，每次录波数据最大可记录26个测量通道数据。
系统每一次录波数据可以转换为电力系统暂态数据交换(COMTRADE )共用格式。
下图所示是各通道曲线设置窗口，可以设置各通道的名称、系数、比例等属性。
2.2波形显示显示录波数据的瞬时数据曲线，以及分析后的差分曲线以及数据基波曲线。
曲线的颜色、比例都有可以调整。
还可以选取需要显示的曲线，简单方便，直观形象。
波形显示窗口还给用户提供故障线和观察线的选定和显示功能。
用户只要在波形上双击故障点坐标，波形上即会显示出一条黄色竖形的故障线；当用户按住鼠标左键在波形上移动时波形上会显示出两条浅蓝色的观察线，靠近鼠标下面的实线与左边的虚线之间的时间间隔为一个周期，此时观察谐波分析或者向量分析的数据是以实线所表示的时刻为准。
另外，在系统状态栏中还显示了观察实线的采样点及该点距离故障线的时间间隔。
事之拌⑹ 妇护工具① 帮脉少tflQQl^in^Oal^l ? ：釆拝点、丹iti-26.9ms 邂2.3差分分析差分是指将每个当前采样点数据与前一采样点之差组成新的数列，分析该数列的基波幅值和相位。
差分分析结果可以在基本信息窗口显示或者向量显示。
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电力设备的故障录波与分析技术
电力设备的故障录波与分析技术电力设备的故障录波与分析技术在现代电力系统运维中扮演着重要的角色。
正是通过录波技术，运维人员能够及时、准确地获取设备的故障信息，并通过分析技术对故障进行深入研究，从而有效地解决设备故障问题，提高电力系统的可靠性与安全性。
第一节：录波技术1.1 什么是录波技术录波技术是一种将电力系统中发生的电气事件的波形曲线信息记录下来的技术。
通过使用录波设备，可以对设备在特定时间段内的电流、电压等信号进行采样和记录，获得真实可靠的故障波形。
1.2 录波设备的种类目前市面上常见的录波设备有数字录波仪、模拟录波仪以及多功能录波仪等。
其中，数字录波仪具有采样频率高、储存容量大、数据处理方便等特点，成为电力系统中常用的录波设备。
1.3 录波数据的应用录波数据的应用主要包括设备状况监测、故障诊断、事故分析和运行与维护优化等方面。
通过对录波数据的分析与处理，运维人员可以及时了解设备的运行情况，发现潜在的故障风险，并采取相应的措施进行维修与改进。
第二节：故障分析技术2.1 故障诊断的重要性故障诊断是电力设备故障分析的重要环节。
通过对故障进行准确的诊断，能够找到故障根源，避免因故障延误设备修复的时间，提高系统的可靠性和连续性。
2.2 常用的故障分析技术(1) 基于录波数据的故障分析技术：通过分析录波数据中的电流、电压等信号波形，结合故障时刻的电气参数，可以判断故障的类型、位置以及对周边设备的影响程度。
(2) 基于数字保护装置的故障分析技术：现代数字保护装置结合了录波功能，能够自动记录设备发生故障时的电气参数，并通过内部的故障诊断算法对故障进行分析。
(3) 基于人工智能的故障分析技术：随着人工智能技术的发展，越来越多的电力系统开始运用人工智能算法对故障进行分析，通过机器学习和数据挖掘等方法，提高故障分析的准确性和效率。
第三节：故障分析实例3.1 故障分析流程故障分析一般包括以下步骤：获取录波数据、数据预处理、波形特征提取、故障诊断与定位、故障原因分析和故障处理。
故障录波装置数据远传及分析
故障录波装置数据远传及分析阿克苏电力有限责任公司杨媛珍李敢[摘要]介绍阿克苏电网故障录波装置数据利用调度数据网远传地调方案，结合现场实际分析方案实施过程中存在的问题及原因分析。
[关键词]故障录波；数据远传；分析前言微机故障录波装置直接采集来自TV、TA的二次电压、电流量，经过模/数转换及数据处理，可以直接输出电压、电流波形和量值，如是区内故障还能提供母线到故障点的故障测距。
故障录波装置所记录的各种故障数据为电力系统故障分析及对各种保护动作行为的分析和评价提供了科学依据，实现快速分析及处理事故。
目前阿克苏电网110千伏以上变电站已全部配有微机故障录波装置。
1 微机故障录波装置数据远传1.1 现状目前，阿克苏电网有5个220kV变电站、20个110千伏变电站，共安装障录波装置35台。
随着阿克苏电网变电站综自改造的逐步完成，220千伏及以下变电站将无人值班，实现集中控制。
因阿克苏电网变电站比较分散，距离调度中心较远，在系统发生故障时，无法在第一时间将故障信息上报调度，影响电网事故分析及处理，从而对电网安全稳定运行造成影响。
因此实现故障录波数据远传及数据分析具有非常重要的意义。
早在2009年阿克苏电网开始实行110千伏变电站无人值守时起，就提出故障录波装置的数据远传地调工作，但因没有可靠的通信通道而无法实施。
2010年省调调度数据网建成，阿克苏220千伏变电站基本实现了故障录波数据远传省调，其中220千伏阿克苏变SH2000B、220千伏龟兹变YS-8A故障录波装置不具备远传功能，在2011年6月故障录波装置换型改造后实现数据远传。
1.2 故障录波装置数据远传方案的确定2011年阿克苏电力公司建成覆盖所有110千伏及以上变电站的调度数据网，以太网通信方式在阿克苏电网综自变电站中已广泛应用，通过网络将变电站、发电厂的故障录波装置数据远传至地调，成为可行方案。
经过与厂家沟通，许继电气WGL-600、许继电气DPR100、深圳双合SH-2000C、南京能发RFW-200、南自DRL-600故障录波装置支持TCP/IP网路协议，能够实现由以太网联网的通信方式。
电力系统的故障录波与故障定位
电力系统的故障录波与故障定位电力系统是现代社会的基础设施之一，承担着传输和分配电能的重要任务。
然而，在运行过程中，电力系统可能会出现各种故障，如短路、接地故障等，这些故障会对电网产生严重影响。
因此，对电力系统的故障进行准确快速的录波和定位显得尤为重要。
一、故障录波故障录波是指在电力系统发生故障时，通过信号采集设备记录下故障瞬时数据的过程。
录波设备通常会记录下故障发生的时间、电流、电压等信息，这些信息对于分析故障的原因和性质至关重要。
根据录波数据，电力系统的运维人员可以迅速找出故障的位置，采取相应的措施进行修复，从而尽快恢复电网的正常运行。
二、故障定位故障定位是指在发生故障后，通过录波数据分析和计算，确定故障点的位置和可能原因的过程。
故障定位的准确性直接影响到故障处理的效率和质量。
目前，常用的故障定位方法包括时差法、阻抗法、复归比较法等。
这些方法各有优劣，需要根据具体情况选择合适的方法进行应用。
三、故障录波与故障定位的现状随着电力系统的发展和智能化技术的应用，故障录波与故障定位技术也在不断更新。
现代化的录波设备可以通过网络实时传输数据，运维人员可以远程监控和管理电力系统的运行情况。
同时，计算机和人工智能技术的进步为故障定位提供了更多的方法和手段，提高了故障定位的准确性和效率。
四、未来展望在未来，随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的增加，对故障录波与故障定位技术的要求会更加严格。
更先进更智能的录波设备和故障定位算法将会得到广泛应用，提高电力系统的稳定性和可靠性。
此外，人工智能和大数据技术的结合也将为故障录波与故障定位带来更多的机遇和挑战。
总之，电力系统的故障录波与故障定位是保障电网安全稳定运行的重要环节。
随着技术的不断进步和应用，相信在未来的发展中，这一领域将会迎来更加美好的前景。
愿我们共同努力，为电力系统的安全运行保驻出更大的奉献。
电力系统故障录波数据波形再现及谐波分析、故障测距软件的开发
（5）谐波分析，推导出用傅立叶算法计算出1到 13次谐波的百分比、幅值、幅角，实现到程序的 转化； （6）序量分析 ，能计算出具体每相的正序、负 序、零序。并进行零序实测和零序计算的比较。 (7)针对现在单端故障测距精度不高，在此选用 用双端测距分布参数故障定位模型来实现较为准 确、高效的故障测距算法 （8）多听取老师的意见和指导，并积极和同学们 讨论交流
(5)、实现故障录波采集的数据的波形再现； (6)、故障分析 包括故障录波器的启动原因、故 障种类判别、分析故障的发展过程及保护的动作 是否正确。查找相关论文找到相关判据并加以改 进。 (7)、实现谐波分析、序量分析、双端测距分析； (8)、工作总结与展望。总结学习中的经验,得出 结论,如有可能和必要的话提出改进方案.
现有的利用故障录波数据进行故障分析与 诊断的功能在实际中应用还较少并不十分 成熟。存在着故障测距结果不准, 录波器数 据分析能力较差； 因此，设计开发故障分析软件，进一步分 析故障信息，对于正确评判继电保护及安 全自动装置动作行为、确定故障原因、及 早排除故障及恢复正常运行具有十分重要 的意义。
COMTRADE(Common Format for Transient Data Exchange) —电力系统 暂态数据交换通用格式是IEEE标准电力系 统暂态数据交换通用格式。 标题文件(xxxxxxxx.HDR) 配置文件(xxxxxxxx. CFG) 数据文件(xxxxxxxx.DAT) 信息文件(xxxxxxxx.INF)
(1) 电 力 调度自动化系统对实时数据与故 障录波数据的处理分开； (2) 故障分析算法有待改进； (3) 录波数据的通信问题； （4）功能单一。
waveev 故障录波标准
waveev 故障录波标准故障录波是电力系统中非常重要的一项技术，它能够记录下电网故障发生时的电信号波形，并为故障分析和故障处理提供有力的支持。
为了能够更好地利用故障录波数据，保证数据的准确性和一致性，波形录波标准起到了至关重要的作用。
本文对waveev 故障录波标准进行探讨，详细介绍其基本原则和应用方法。
一、基本原则1. 数据格式标准化：waveev 故障录波标准要求录波数据采用统一的格式进行存储，包括波形数据、采样频率、时间戳等信息。
这样可以方便数据的读取和处理，并且能够保证数据的可靠性和完整性。
2. 精确的时间同步：在电力系统中，准确的时间同步对于故障录波数据的分析非常重要。
waveev 故障录波标准要求在数据采集过程中，确保各个录波设备的时间同步，以消除时间误差对数据分析结果的影响。
3. 录波参数的标定和校准：为了保证录波数据的准确性，waveev 故障录波标准要求对录波设备进行定期的标定和校准。
只有这样，才能保证录波数据的一致性，使得各个设备录得的波形数据是可比较的。
二、应用方法1. 波形数据的提取和存储在进行故障录波数据处理之前，首先需要将波形数据从录波设备中提取出来，并按照waveev 故障录波标准要求进行格式化存储。
可以采用专门的数据提取软件，将录波设备中的数据导出为标准格式的波形文件，并保存到数据库或者文件系统中，以备后续的处理和分析。
2. 数据的质量检查和筛选为了保证波形数据的质量和准确性，需要对录波数据进行质量检查和筛选。
常见的质量检查方法包括波形的幅值范围检查、频谱检查等。
只有通过检查的数据才能够被认定为有效的录波数据，用于后续的故障分析和处理。
3. 故障分析和处理经过波形数据的提取和筛选，可以进行故障分析和处理。
根据waveev 故障录波标准，可以利用专门的故障分析软件，提取出故障发生时的波形特征，进行波形识别和故障类型判断。
同时，还可以对故障发生的原因进行分析，并采取相应的措施进行处理，以保证电力系统的安全运行。
故障录波器波形分析
故障录波器波形分析1.转换波形数据：将录波器记录的波形数据转换成图表形式，以便更直观地观察和分析。
2.故障类型判断：通过观察波形，可以判断出故障类型，如短路故障、接地故障、过电压故障等。
3.故障原因分析：根据录波器记录的波形特点，可以分析出故障发生的原因。
例如，如果录波器记录到了电流突变和电压波动，可以判断是由于短路故障或者设备故障引起的。
4.故障位置定位：通过分析故障波形的传播时间和电流电压的大小变化，可以估计故障发生的位置。
例如，通过测量电流和电压的相位差和传播时间，可以利用时差法或半径法进行故障位置的定位。
5.故障后果预测：根据录波器记录的波形，可以对故障后果进行预测。
例如，通过分析电流的大小和变化，可以预测设备是否会损坏，以及故障对电网运行和负荷供应的影响程度。
故障录波器波形分析的优势在于能够提供准确的故障信息和相对精确的故障位置，可以帮助维修人员迅速定位故障点和采取相应的修复措施。
此外，录波器还可以在故障发生的瞬间记录数据，避免了人工分析时可能的遗漏和误判。
然而，故障录波器波形分析也存在一些限制。
首先，必须依赖于高质量的录波器设备和准确的数据采集。
其次，对于复杂的故障，需要综合考虑多个因素才能得出准确的判断结果。
再者，对于一些细微的故障，波形分析可能无法捕捉到相关的特征，需要借助其他手段进行进一步的分析。
总之，故障录波器波形分析是电力系统故障处理中重要的一环，可以帮助维修人员准确快速地定位故障情况，从而提高维修效率。
随着技术的不断发展，故障录波器波形分析的方法和设备也在不断改进和完善，为电力系统的安全运行提供了有力的支持。
电力系统保护动作报告及故障录波图的识别
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）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。
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”、。
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
（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。
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研究与开发年第期6电力系统故障录波数据分析邵玉槐许三宜何海祥丁周方(太原理工大学电气与动力工程学院,太原 030024摘要电力系统故障录波数据是电力系统故障分析和保护动作判据的重要依据。
本文提出了据电力系统故障录波数据完善了频率分析、谐波分析、故障定位的数学分析方法。
采用 java 编程语言完成部分过程的编制工作。
同时针对目前双端测距存在的伪根问题,提出了一种新的求解过程。
关键词:电力故系统故障分析;故障录波数据;双端测距Power System Fault Recorder Data AnalysisShao Y uhuai X u Sa nyi He Haixiang Ding Zhoufang(College of Electrical and Power Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024 Abstr act The power system fault recorder data provides the important basis for fault analysis and protective operating criterion. The paper improved frequency measurement mathematical analysis algorithm and harmonic analysis mathematical analysis algorithm as well as fault location mathematical analysis algorithm by use ofthose data. Using java programming language as development tools and accomplish some function. At the same time, the paper proposes a new solving process aiming at false roots in two-terminal fault location.Key words :power system fault analysis ; fault recorder data ; two-terminal fault location1引言电力系统故障录波系统是电力系统发生故障及振荡时能自动记录的一种系统或一种装置。
近年来, 不同类型的故障录波器已在电力系统中得到广泛应用, 所记录的各种故障录波数据为电力系统故障分析及各种保护动作行为的分析和评价提供了数据来源和依据。
目前,电网调度端已能通过专用网或电话网将电网故障录波数据集中到一起,但如何有效管理和利用这些信息进行必要的故障分析、保护动作行为评价及故障测距等并没有统一的标准 [1]。
2系统总体设计java 的最大优势就是跨平台,通俗地说可以用于各种操作系统,本系统是以 java 为平台开发的基于 IEEE 标准的 COMTRADE 数据格式的面向对象的可视化程序,下面简单说一下设计思路:(1数据采用的格式目前故障录波器基本上采用 IEEE 的 COMTRADE 标准。
每个 COMTRADE 记录都有一组 4个与其相关的文件,其中 CFG 和 DA T 文件有严格的格式,用于存储通道数据和相关解释信息; HDR 没有固定格式。
COMTRADE 文件遵循固定的记录格式, 这使得编写程序读取数据成为可能。
文件以一行为单位记录录波信息,每行种又以逗号隔开各类信息或数据。
(2图形用户界面的显示在本系统中,无论是波形分析(如波形的横向、纵向放大缩小;波形的瞬时值还是故障分析(如谐波分析、序分量分析以及故障测距计算等结果,都要通过视图显示到屏幕上,实现信息从机器到人的传递, 因此, 设计一个直观、友好的 GUI (Graphical User Interface, 即图形用户界面对程序编写的基本要求 [1]。
(3基本过程思路如图 1。
3算法及程序(1波形再现现场采集的数据是一系列离散的点 , 由 COMTRADE 文件可以计算出每个时刻对应的电压和电流瞬时值, 利用 jfreechart 的强大功能可以生成了电压和电流波形图。
具体的单通道波形生成程序为:山西省自然科学基金资助项目(6320097220001102研究与开发年第期图 1JFreeChart chartA=ChartFactory.createXYLineChart("", //chart title "X", //x axis label "Y", //y axis label dataset, //dataPlotOrientation.VERTICAL, true, //include legend true, //tooltips false //urls ;importorg.jfree.data.general.DatasetChangeEvent;import org.jfree.data.xy.AbstractXYDataset; import org.jfree.data.xy.XYDataset; (2频率计算采样电压信号为一正弦电压,假设采样期间电压幅值保持不变,系统频率也不迅速改变,系统电压信号采样可用下式表示( sin(2πv t V ft =设每周波的采样点数为 N ,每 0.1s 的采样点数为 n , 当电压信号以 T 为时间间隔采样时, 第 , 1, 2, 3k k k k +++的采样值可以表示为sin(2πk v V ft θ=+1sin[2π( ]k v V f t T θ+=++2sin[2π(2 ]k v V f t T θ+=++3sin[2π(3 ]k v V f t T θ+=++由上式可以推导出:2312cos(3π 14sin (πcos(πk k k K v v fT fT v v fT ++++==+(1为了消除 120k k v v +++=的影响,利用等比定理若 0a c e bdf==>,则 a c e ab d fb++=++经过 n-3次计算的214sin (π fT 按上式取绝对值和进行补偿得到3321312114sin (π n k k k n k k k v v fT vv +=++=+= +∑ ∑ (2令3313121nkk k n k k k vv x vv +=++=+=+∑ ∑ (3根据采样值可以计算出每隔 0.1s 的 x 值由式(2和式(3可以推导出121πarcsin[(1 ]2f T x =(4注:f=50Hz, T 为采样周期, 1T f N =根据式(4求出的 x 为 x 0, 将 1 21arcsin[(1 ]2x 在 x 0处进行泰勒展开得22221200 0332 0002200 0523200011 arcsin[(1 ]π( 2223 (23(11({[(23223(23](1 }( 2x fTx x x x x x x xx x x x x x xx =++++++(5可得ce 5πf T=式([2](3全周傅氏变换算法这是在电力系统中应用很广泛的一种较好的算法,尤其是在电力系统微机保护提取基波分量时占有重要的地位。
当电力系统发生故障时往往产生较大的衰减,非周期分量全周傅氏差分算法则可以消除这种误差。
为了降低直流分量的影响采用了差分变换,即用采样值之差 (1 ( x n x n +代替( x n 。
假定被采样信号是一个周期性的时间函数,除基波外还含有不衰减的直流分量和各次谐波,可表示为 n ,其为自然数,代表谐波次数。
n a 和 n b 则分别代表各次谐波的余弦项和正弦项的振幅。
1a 和 1b 分别代表基波分量的余弦项和正弦项的振幅。
结合全周傅式算法和差分采用矩形法可求得: 112( sin(2π/N n k k k a xx kn N N+==∑ 2009727研究与开发年第期1102(cos(2π/N n k k k b x x kn N N +==∑ 222/2/2[/2sin ][/2cos ]n s n s X a n T b n T ωω=+πarctan((12 2n n s a b fnT =(4双端测距利用双端数据的测距算法,在原理上完全不受故障过渡电阻(阻抗的大小、性质及双端系统阻抗的影响,可以保证测距的精度,但其主要缺点是需要通道传递对端信息。
双端数据同步和消除测距方程伪根也是保证测距精度必不可少的手段。
双端测距方法大多利用双端电压和电流量, 列出从两端至故障点的输电厂线路的分布参数电压方程。
对图 1所示电路,可列出如下的电路方程:( ( ( fF M F s MF cs s s s s U U ch x I Z sh x γγ=(6d(s ( (fF N F sNF c s s( ( s s j U U ch l x I Z sh l x d δγγ=+(7 (1 (1 (1NP MP 1MP cs 1U U ch l I Z sh lγγ=+(8 (1 (1(1 MP NP1MP 1csU Ish l I ch l Z γγ=+(9式中, dδ为两端数据的不同步相角差, s=0,1,2为序量标号,“ F ”代表故障后,“ P ”代表故障前,( ( 1/2cs (/ s s l l Z Z Y =,“ N ”代表故障前。
“ f ”代表故障点。
图 1单相接地故障由式(8或式(9得(1(1 M P 1MP cs 1d (1 NP(1(1M P 1MP 1cs(1 NPargU ch lI Z sh lUU sh l I ch l Z I γγδγγ=+=(10由式(6和式(7得d d( ( (MF NF s NF cs s1(( (s MF NF s N F c s s 1s j s s s j s s U e U ch l I Z sh l x th I e U ch l I Z ch l δδγγγγγ+=+(11对非对称故障,在式(1和(2中取 s=1, 2得d(1 (1M F 1M F c11(1(1 N F 1NF c11( ( j U c h x I Z sh x U c h l x I Z sh l x e δγγγγ=+(12d(2 (2 MF 1MF c11(2(2N F 1N F c11( ( j U ch x I Z sh xUch l x IZ sh lx eδγγγγ=+(13将式(12和式(13相除,消去双端数据不同步相角差 dj e δ(1(1M F 1MF c111(2(2M F 1MF c11(1(1NF 1NF c11(2 (2 NF 1NF c11( ( ( ( ( U ch x I Z sh x D x U ch x I Z sh x U ch l x I Z sh l x U ch l x I Z sh l x γγγγγγγγ=++(14对于对称故障,可根据故障前的双端电压、电流列出如下方程d(1(1M P 1MP c11(1(1NP 1NP c11( (]j U ch x I Z sh x U ch lx I Z sh lx e δγγγγ=+(15将式(12和式(16相除,消去双端数据不同步相角差 dj e δ(1 (1MF 1MF c112(1(1 MP 1MP c11(1(1 N F 1NF c11(1 (1NP1NPc11( ( ( ( (U ch x I Z sh x D x U ch xI Z sh x U ch l x I Z sh l x Uch l x I Z sh lx γγγγγγγγ=++(16 [3]其中,式(16适用于线路的全部短路类故障。