继电保护故障分析方法

• 保护动作情况分析：动作元件、相别、故 障量、收发信情况、联闭锁变化等。 • 监控系统情况分析：故障前系统潮流和负 荷及接线情况，故障前异常信息（保护、 开关、通道等等），故障SOE信息 • 其它辅助信息，根据需要收集分析。注， 检修期间出问题还应查看相关安全措施记 录、工作记录等等。
故障录波图分析有关问题
利用其它系统的相关数据
• • • • • • • 典型的是通过监控系统 SOE（事故顺序记录） PMR（事故追忆） 继电保护故障信息系统 行波测距系统 PMU 其它
监控
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信息综合判断
• 有效性分析，和一次系统结合分析。 • 然后根据各种断路器或保护动作情况得到 一个正确的动作时序图，对事故发生过程 的总体进行掌握。 • 对于确定动作不正确的保护则通过其自身 的动作报告进行详细分析。 • 通过监控或调度自动化系统取得其它数据 • 确定是否装置或回路或系统整定配合等原 因，便于故障查找和分析
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保护装置动作报告
• 详细的记录了保护装置本身的动作信息 • 典型信息：动作时间、动作元件、动作相 别、动作时故障量大小，保护装置感受的 故障电压及电流，相关开入量及开出量状 态等 • 相关事故分析配套软件 • 侧重于装置的动作行为分析，对于涉及装 置的事故分析尤为重要
录波器和保护装置录取波形的区别
• • • • • 顺序查找 逆序查找 整组传动 不宜轻易动回路或装置及插件 正确的检验方法
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故障查找说明
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利用故障录波报告进行分析 简介
• 故障录波报告是进行继电保护分 析最重要的分析依据之一 • 由专用的故障录波获得 • 由继电保护自身记录的故障报告 获得 • 应当重视故障录波图的分析
Y/△-11变压器△侧两相短路故障录波图分析 • 变换到高压侧（正序和负序变换规律不同）
Y/△-11变压器△侧两相短路故障录波 图分析
从向量图我们可得到变压器低压侧两相短路时，高 压侧全电压、全电流的特点： 1、短路滞后相电流与其他两相电流方向相反，且 大小为其他两相电流的2倍。 2、短路滞后相母线故障残压非常小，接近为零。 3、非故障相电压与短路超前相电压大小相等，方 向相反。
典型的故障录波图及相量图
两相短路故障录波图分析
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。
典型录波图及相量图
波形分析示例
• 问题：故障相间电压滞后故障相间电流约110度左右 • 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
故障录波器的故障录波数据
• 高压部分母线电压、各支路的故障电流 • 相关的断路器动作时间和保护动作时间信 息 • 配套计算分析工具 • 故障录波器更侧重于对厂站内的系统进行 故障信息记录 • 利用故障录波数据可对事故整体情况进行 掌握，是事故分析最重要的数据之一。
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故障录波图识图
• 开关量波形 ：记录开入量变化时间 • 每路开关量用一根竖线表示，虚线或细线 表示断开，实线或粗线表示闭合，和电气 量波形共用时标 • 也有厂家把开关量时标独立出来的，即在 开关量有变化的地方标示出变化这一刻的 相对时间（相对录波起动时刻） . • 保护动作报告：应注意开入变化、返回情 况
有关问题
• 在构成变压器电压闭锁电流保护时，由于高压 侧电压闭锁电流保护要作为低压侧电压闭锁电 流保护的后备保护，可是从向量图我们知道如 果高压侧电压闭锁量采用三个接于线电压的低 电压继电器，将不能可靠的开放保护，造成拒 动，实现不了对低压侧的后备作用。 • 常采用负序继电器加一个接于相间的低电压继 电器构成复合电压继电器来实现闭锁。从而提 高保护的灵敏性。
示例分析说明
• 问题：低压侧故障相间电压超前故障相间 电流不是80度左右呢？ • 这是因为录波图看到的是电压、电流的二 次值，而变压器差动保护计算的是高、低 压侧的差动电流，因此各侧CT极性抽取时 均以各侧母线为极性抽取或均以变压器为 极性抽取。 • 对上图来说，各侧极性均以母线为极性抽 取，所以低压侧电流反相180度。微机差动 保护装置采用全星型接线，相位、幅值补 偿由保护实现。正常运行时高压侧电流超
故障录波图识图
• 零序电流在故障开始后略微增加或减少， 对侧跳闸导致本侧零序发生变化。 • 本侧电流在对侧跳开后由于功率倒向发生 变化 • 电压应注意采用母线PT还是线路PT • 变压器涌流识别，电动机启动电流考虑 • 负荷转移情况
单相接源自文库短路故障录波图分 析
分析单相接地故障录波图要点： • 一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、 零序电压。 • 电流增大、电压降低为同一相别。 • 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。 • 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。
故障录波图分析基本步骤
• 故障前录波分析：负荷大小情况，是否正 相序，负荷角，一次接线运行情况（母 差），通道情况 • 装置启动：启动原因，启动时前定值和开 关量情况，启动后开入变化情况 • 故障性质及总体判断：结合故障分析知识 判断故障性质，保护跳闸情况、开关动作 情况、开入变化情况
故障录波图分析基本步骤
故障录波图识图
• 结合系统进行分析 • 系统运行方式、结构、潮流的变化 • 在0－50 mS内，IA电流维持在11.2A左右， 而IB、IC在43 mS时由1.3A变为0了－对侧 开关在这一刻跳开了。 • 发信接点变为断开了，收信接点还在闭合 状态呢－对侧保护还在发信。 • 母联断路器都断开了，母联TA还有电流波 形，－短路发生在母联断路器和TA之间。
继电保护事故分析方法及案例
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事故分析目的
• 为故障查找提供支持 • 检验配置的保护性能，保护方案的 合理性 • 对不正确的动作行为吸取教训，避 免类似的情况出现
事故分析基本方法简介
• • • • 利用故障录波报告进行分析 事故后检验 利用其它系统的相关数据 信息的综合分析
故障查找方法简介
三相短路故障录波图分析
• 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
典型的故障录波图及相量图
Y/△-11变压器△侧两相短路故障录波图分析
• 以△侧（低压侧）AB两相短路为例 • 保护安装处相量图
分析示例
分析示例说明
分析变压器低压侧两相短路故障录波图要点： 1、低压侧两相电流增大，两相电压降低；没有零序 电流、零序电压。 2、低压侧电流流增大、电压降低为相同两个相别。 3、低压侧两个故障相电流基本反向。 4、高压侧短路滞后相电流与其他两相电流方向相反， 且大小为其他两相电流的2倍左右。 5、高压侧短路滞后相母线故障残压非常小，接近为 零。 6、高压侧非故障相电压与短路超前相电压大小相等， 方向相反。
• 信息量的对象不同：局部和全局，振荡分 析 • 录波器的波形时钟统一，更具可比性 • 信息量不同：容量、长度等 • 精度不同，谐波，暂态量等 • 侧重不同
事故后检验简介
• • • • 单体检验 整组试验 二次通流、加压试验 故障回放：将故障录波数据通过继电保护 测试仪或放大器等进行故障回放来进行检 验。对于涉及振荡、饱和、特殊故障等可 采用
单相接地短路故障录波图分 析
• 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 （不考虑电流电压 同时接错） • 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。
• 时标 • 由于工频是50HZ，同期是20mS，所以， 大部分录波图都会把时标定为20mS或 40mS。 • 故障发生起始时间：录波启动时间－和保 护启动时间并不绝对相同 • 定义基准时刻：一次发生故障或异常时刻 可作为参考时间起点。
故障录波图识图
• 比例尺 ：如5A┗━━┛ • 量出最大值，有效值需除以√2 • 通过故障录波分析软件可以知道任意时刻 瞬时值及有效值。 • 需注意故障期间非周期分量影响，注意谐 波的影响。 • 其它分析软件也可用于分析，matlab.
故障录波图识图
• 相位分析 ：找基准相量，给定参考点 （一般峰值或过零点），在一个周波内找 出时间差，换算为相位差；零点选择+到或-到+ • 相位分析作用：有关方向保护、差动保护、 距离保护、选相元件等分析。 • 对零序有关保护：3U0，3I0，外接零序； 部分厂家会对3I0做反相处理。 • 1ms18度，5ms90度 • 录波分析工具直观显示
两相接地短路故障录波图分 析
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。
典型的故障录波图及相量图
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