故障录波器波形研究分析

故障录波器波形分析

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

2

故障录波器波形分析

在我们的日常工作中经常需要通过录波波形来分析电力系统到底发生了何种故障？保护装置的动作行为是否正确？二次回路接线是否正确？试验接线是否正确？CT、PT 极性是否正确等等问题。

接下来我就先讲一下分析录波图的基本方法：

1、当我们拿到一张录波图后，首先要通过前面所学的知识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：

A相单相接地短路典型录波图

A相单相接地短路典型向量图

UC

UA

IA

3I0

约80°

3U0

UB

分析单相接地故障录波图要点：

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 条的一张录波图时，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公司的LFP-900 系列线路保护装置，该系列保护波形中的电流在计算时加入了一个78 度的补偿阻抗，其录波图上反映的正向故障是故障相电压与电流同向，零序电流超前零序电压180 度左右；反向故障是故障相电压与电流反向，零序电流与零序电压同向。典型波形如下：

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，即线路阻抗角。

二、两相短路故障录波图分析：

AB相间短路典型录波图

AB 相间短路典型向量图

U C

U A U B

约80°

I AB

I A

I B

分析两相短路故障录波图要点：

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。

4、故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右。

若两相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。比如说有一条线路正常运行时负荷电流基本没有，发生故障后保护拒动。我们来分析一下由录波图绘制的向量图。

AB 相间短路错误向量图

U C

U A

U B 约100°

U AB

I AB I A

I B

对照要点分析录波图，前三条都满足，但第四条不满足，绘制出向量图以后成了故障相间电压滞后故障相间电流约110 度左右。大家想一下，保护回路出了什么问题？通过分析可以看出保护的A 相电流与B 相电流接反了，但由于装置正常运行时负荷电流基本为零，装置不会报警。将A 、B 两根电流线交换后，第四条变成满足， 证明保护装置接线不再有问题。

再重申一遍：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。

二、两相短路接地故障录波图分析：

AB两相接地短路典型录波图

AB两相接地短路典型向量图

U C

U A

U B

约80°

U AB

I AB

I A

I B

3U0

约110°

分析两相接地短路故障录波图要点：

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。

4、故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右；零序电流超前零序电压约110 度

左右。

若两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。

三、三相短路故障录波图分析：

三相短路典型波形图

三相短路典型向量图

U C

U A

I A

约80°

U B

约80°

约80°

I B

I C

分析三相短路故障录波图要点：

1、三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。

2、故障相电压超前故障相电流约80 度左右；故障相间电压超前故障相间电流同

样约80 度左右

若两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