故障录波器技术全解

Ⅳ.简单故障分析基础
• 基础---对称分量法 • 单相接地故障—故障相电流与零序电流大 小相等，方向相同。故障相电压有大幅度 降低，最低接近于零。
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Ⅳ.简单故障分析基础
• 相间故障－故障相电压大小相等，相位相 同。非故障相电压等于两个故障相电压之 和。 • 明显特征：无零序分量 电流相位基本相反，但数值相等 • 两相接地故障－－ 有两相电流突变增大，有零序电流出现。
Ⅳ.录波的基础知识点
故障过程中的波形特征： 故障相电流有明显突变增大，电压有一定程度减 小，同时有零序电压和零序电流出现 在故障切除后，电流通道变为一根直线。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。
Ⅲ.故障录波器之指标
评价录波器的常用指标 稳态数据，一 般不小于2周 最大故障电流记录能力 波。高采样速 率 录波记录时间 重合于故障， 暂态数据，高采样 重合成功，经预先 故障前 速率。记录时间 重新开始一 0.2 设定的最大记录时 个记录过程 秒 故障时 间后停止录波，一 般设定2秒 故障切除后－非全相时期 长时间的完整 重合 记录，保证数 据的完整性 系统振荡
CPU
运行 COM 2 RS 422 / 485 PRN
VxWorks LAN 1 LAN 2
硬盘
录波单元 COM 1 RS 232 LAN 3
录波管理机
以太网交换机
调度
调度或子站
信息子站
Ⅱ.故障录波器之原理
录波器起动方式 目的：能满足各种故障情况下可靠起动故障录 波器。 模拟量起动：按相设置的过电流、低电压起 动；按相设置的电流突变起动、零序过流和突 变起动；负序电流起动。 开关量起动：所有保护的跳闸出口信号；所 有开关的副接点变位信号
故障录波器技术
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录波器的引入及其功能 录波器的一般工作原理和构成 录波器的基本要求和标准
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基础波形分析
“黑匣子”
• 黑匣子是飞机上的记录仪器，是一种飞行数据记录仪。它 能将飞机的高度、速度、航向、爬升下降率、格林尼治时 间等等飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都 记录下来。能够在飞机损毁的情况下帮组调查人员分析事 故原因，以便对事故作出正确的结论。
Ⅳ.录波的基础知识点
各种故障情况下的波行特征： 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。
利用故障录波器记录下来的保护动作事件量和开关接点 状态信息找出保护不正确动作的原因，必要时通过计算工 具进行模拟计算分析
Ⅱ.故障录波器的构成
• 通常包括三部分：辅助变换、前置机、后台机
一般位于屏后，实 现A/D转换 数据处理和 管理 用于数据采集和启动，将 信息传到后台机
标配打印机、 USB接口
深圳双合SH2000
第四步
4
第三步
电网事故分析
3
第二步
电网事故处理
2
第一步
电网事故判断
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继电保护专业技术知识 调度汇报信息 故障录波器的信息资料 保护装置的报文 信息子站
事 故 分 析
Ⅰ.故障录波器之功能
按照电力系统发生故障的不同情况，对应于 录波器的作用主要体现在： 系统发生故障，保护动作正确
利用故障录波器记录下来的电流电压量对故障线路进行 测距，同时给出能否强送的依据
Ⅲ.故障录波器的基本要求
• • • • 5、数据记录格式及网络功能 6、对后台分析软件的要求 （1）能自动综合双端数据进行故障测距； （2）能根据记录的电流、电压形成波形，导出各序分量 及其向量图、阻抗变化轨迹； • （3）具备完善的数据库管理功能
Ⅲ.故障录波器之指标
评价录波器的常用指标 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 ，标准规定不低于 5KHz，工程中一般使用3200Hz，即每周波 高档的录波器使用 采样64点。 12位A/D，且每个通 道使用一个 A/D转换器位数－A/D转换器的位数决定了 录波器记录数据的准确度 。
高速或低速采 样，记录时间 大于重合闸动 作时间
Ⅲ.故障录波器之配置原则
模拟量和开关量之比为1:3或1:4配置，以保证有足够的通道 接入开关量 模拟量包含直流电压监测 必须接入录波器的开关量： • 按相接入每个开关的辅助接点，设置为在开关有闭合变 为分闸时启动录波器 • 直接作用于跳闸线圈的保护装置的跳闸出口接点，有分 相出口的要按相接入 • 有关的告警信息：高频保护的收、发信信号，DTT信号， 差动保护的通道告警信号，保护装置故障信号、失电信 号，PT/CT断线信号 • 主变的非电气量保护仅接入能够跳闸的信号，而大量的 告警信号不需要接入
Ⅳ.实例分析单相接地故障
Ⅳ.实例分析单相故障的特点
Ⅳ.实例分析两相短路故障波形及典型的向量图
Ⅳ.实例分析两相短路故障典型向量图特点分析
Ⅳ.实例分析两相短路故障接线错误分析
Ⅳ.实例分析三相短路波形
Ⅳ.实例分析三相短路向量图
Ⅳ.三相短路分析要点
Ⅳ.关于故障后应该出的信息 • 单相故障 两套主保护的单相跳闸信号，两套后备保护动作信 号，差动动作信号，收信、发信信号，重合闸动 作信号 • 两相及以上故障 两套主保护的三相跳闸信号，两套后备保护动作信 号，差动动作信号，收信、发信信号，
Ⅲ.故障录波器的基本要求
完整性
• 1、录波数据的安全性
机要性 可用性
Ⅲ.故障录波器的基本要求
• 2、录波数据的真实性； • 3、采样数据的同时性和精度要求 • 4、录波器的启动方式要求 （1）电流电压幅值、变化量及频率的越限； （2）外部触发启动，如动作节点、断路器位置； （3）直流变化量； （4）手动启动； （5）启动前应有一定的信息记录宽度
Ⅰ.故障录波器之功能
电力系统元件发生不明原因跳闸
利用故障录波器记录下来的电流电压及开关量判断出是否无故障 跳闸
查明原因， 马上恢复 送电
Ⅰ.故障录波器之功能
继电保护装置有不正确动作行为 继电保护装置误动造成无故障跳闸 系统有故障但保护装置拒动 系统有故障但保护动作行为不符合预先设 计
Ⅳ.基础波型
Ⅳ.分析录波图的基本方法：
•
– 1、大致判断系统发生了什么故障，故障持续时间。 – 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。
录波屏后实拍
Ⅱ.故障录波器之原理
大规模可编程门 160 路开关量 可编程逻辑器件 16 bit ADC 80 路模拟量 16 bit ADC 阵列 FPGA
32 位 DSP 板
GPS
SDRAM 64 MBytes
ADSP
FLASH 512 MBytes
高速以太网
32 位嵌入式
32 位 CPU 板
Ⅲ.故障录波器之配置原则
• 选用嵌入式的故障录波器，通信控制单元不依赖于 硬盘或后台机 • 录波器能够按规约方式向录波器主站或保护子站上 传录波文件。 • 配置专用的母线故障录波器，确保一条母线的所有 开关接入同一台录波器 • 变压器模拟量的接入－四侧 • 一般每两串配一台录波器，如主变直接挂在母线上， 可以单独配置一台
变电站-发电厂的黑 匣子—录波器
• 反应实时状态的参数： • 基本参数：电流、电压、开关量， 还有：有功、无功、非周期分量的初值及时间常数、 系统频率变化 分析故障主要是指分析系统动态过程各参数量的变 化规律。 电力系统故障录波装置就是这样一种用作记录和分 析电网故障的设备。
故障处理流程
反措和改进
Ⅳ.关于负荷潮流与故障电流的相位
• 对于一个正常运行的输电线路，电流与电 压的相位角关系跟线路的有功和无功的方 向有关。 • 任何正方向故障下电流永远滞后于电压， 其角度等于线路阻抗角，但受过渡电阻的 影响，角度变小。
Ⅳ.
关于主变的励磁涌流
谢 谢！
Ⅳ.录波的基础知识点
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） 7、直流是否正常，是否接地、短路 8、高频是否发信