选相元件

摘要

摘要

随着电力系统的发展，各种类型的大型发电机组越来越多的投入运行，当发电机组出现问题后，查找故障原因、性质和位置显得越来越重要，故障录波器是提高电力系统安全运行的重要自动装置，当电力系统发生故障或振荡时，它能自动记录整个故障过程中各种电气量的变化，针对故障录波器在运行中判别故障类型和相别耗时太长的因素，要先通过选相元件预先进行故障类型和相别的判断以节省时间，然而选相元件只承担选相任务，不承担测量故障点和故障方向的任务。

本文通过分析国内外故障录波系统的现状和发展前景，从故障录波器的选相元件方面着手，提出了对于电力系统预先判断识别的选相系统，并通过试验来论证该系统方案，简单的介绍了系统的实现过程。

关键词：故障录波选相元件数据采集

I

西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）II

ABSTRACT

ABSTRACT

Along with the development of the electric power system, various types of large generating units more and more operational, when the generator problems, find out the fault causes, nature and location becomes more and more important, the fault recorder is an important device to improve the safe operation of the power system , when power system fault occurs or oscillation, it can automatically record all kinds electrical quantities changes of the fault process. Through the phase selection element can advance the fault type and the other judges, however phase selection element only assume phase selection task, do not assume measurement fault and fault orientation task. This article through analyzes the domestic and foreign fault recorder system present situation and development prospect, from fault recorder fault phase selector aspects, put forward for the power system to prejudge the recognition phase selection system, and a series of experiments to prove the system scheme, a simple introduction of the system implementation process.

KEY WORDS :Fault wave recording Fault phase selector Data acquisition

III

西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）IV

目录

目录

1 概述 (1)

1.1引言 (1)

1.2故障录波器的功能定义 (1)

1.3课题背景 (1)

1.3.1国外故障录波器发展现状 (1)

1.3.2国内发展现状 (2)

1.3.3国内外故障录波器的比较 (3)

1.3.4结论和建议 (4)

1.4本文研究内容 (5)

2 选相原理 (7)

2.1突变量电流选相 (7)

2.2 对称分量法 (9)

3故障选相数据采集及处理................................................. 错误!未定义书签。

3.1现场故障录波器数据.............................................. 错误!未定义书签。

3.2仿真结果和分析...................................................... 错误!未定义书签。

3.3结论 (15)

4 结论 (16)

致谢 (18)

参考文献 (20)

V

西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）VI

概述

1 概述

1.1引言

故障录波器是电力系统发生故障及振荡时能自动记录的一种装置，它可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如有功、无功以及系统频率的全过程变化现象。主要用于检测继电保护与安全自动装置的动作行为，了解系统暂态过程中系统中各电参量的变化规律，校核电力系统计算程序及模型参数的正确性。多年来，故障录波已成为分析系统故障的重要依据。

1.2故障录波器的功能定义

（1）根据所记录波形，可以正确地分析判断电力系统、线路和设备故障发生的确切地点、发展过程和故障类型，以便迅速排除故障和制定防止对策。

（2）分析继电保护和高压断路器地动作情况，及时发现设备缺陷，揭示电力系统中存在的问题。

（3）积累第一手材料，加强对电力系统规律的认识，不断提高电力系统运行水平。

1.3课题背景

1.3.1国外故障录波器发展现状

国外的故障录波器一般采用分散式结构，标准化模块设计，可以分散安装在开关柜或保护小室内，通过以太网可以连到一台所级计算机或远传到调度中心。例如，西门子公司的故障及数字录波系统。

SIMEASR录波器选用32位微型工控板，内插电源板、各种智能数据采集板构成完全的模块化设计。它每块采集模块有8路模拟量通道和16路开关量通道或32路开关量通道，开关量输入以2thu的频率采样，分辨率为1ms，模拟量采样频率为12.8kHz，分辨率为16位。每一路输入都装有放大器、抗混叠滤波器和一个A/D转换器，数字信号处理器以40MHz的时钟频率进行测量。数据采集模块通过高速的16MB/S的总线跟中央处理器连接，SIMEASR的CPU 是至少带8M内存的32位处理器，它协调所有的数据采集板完成如下功能：故障启动判断；

故障前、故障变化和故障后的过程记录；

计算并记录电气测量值（电压、电流、有功、无功、功率因数）；

计算并记录正负序分量、谐波量、直流分量和相位；

记录频率变化过程，频率通道的精度为±1mHz；

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