故障錄波及常見故障波形講解

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1、,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,故障錄波及常見故障波形講解,目錄,01,故障錄波器的概念,故障錄波器的,功能,02,故障錄波器的裝置特點,04,故障錄波器的,原理,03,故障錄波器的主要參數(shù),05,故障錄波器的波形分析,06,故障錄波器在應(yīng)用中存在的問題及措施,0,7,故障錄波器的典型故障波形的分析,08,01,故障錄波器的概念,故障錄波器是電力系統(tǒng)發(fā)生故障及振蕩時能自動記錄的一種裝置，它可以記錄因短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大擾動引起的系統(tǒng)電流、電壓及其導(dǎo)出量，例如有功、無功以及系統(tǒng)頻率的全過程變化現(xiàn)象。,02,故障錄波器的功

2、能,根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障的不同情況，對應(yīng)于故障錄波器的作用主要體現(xiàn)在以下三個方面：,1,、,系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)動作不正確,利用故障錄波器記錄下來的電壓、電流量對故障線路進(jìn)行測距，同時給出能否強送的依據(jù),02,故障錄波器的功能,2,、電力,系統(tǒng)元件發(fā)生不明原因跳閘,利用故障錄波器記錄下來的電壓、電流量判斷出是否無故障跳閘,查明原因，馬上恢復(fù)送電,02,故障錄波器的功能,3,、繼電保護(hù)裝置有不正確動作行為,繼電保護(hù)裝置勿動造成無故跳閘,系統(tǒng)有故障但保護(hù)裝置拒動,系統(tǒng)有故障但保護(hù)動作行為不符合預(yù)先設(shè)計,利用故障錄波器記錄下來的保護(hù)事件和開關(guān)副節(jié)點狀態(tài)信息找出保護(hù)不正確動作原因,03,故障錄波器的原理

3、,故障錄波器,用來記錄電力系統(tǒng)中電氣量和非電氣量以及開關(guān)量的自動記錄裝置，通過記錄和監(jiān)視系統(tǒng)中模擬量和事件量來對系統(tǒng)中發(fā)生的故障和異常等事件生成故障波形儲存，通過分析軟件的處理對波形進(jìn)行分析和計算，從而對故障性質(zhì)故障發(fā)生點的距離，故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷。,03,故障錄波器的原理,動作原理,由電壓互感器、電流互感器提供的電流經(jīng),A/D,轉(zhuǎn)換器，將模擬信號變?yōu)閿?shù)字量，在送入計算機(jī)，由,CPU,處理后存入存儲器，進(jìn)行檢測計算，探測故障,.,斷路器位置及保護(hù)動作情況經(jīng)開關(guān)量輸入接口變成電信號，再經(jīng)隔離之后，成組進(jìn)入,CPU,處理儲存。在正常情況下，,CPU,采集到電流電壓突變量，或過電流、過電壓

4、、零序電流、開關(guān)狀態(tài)變化等信號時，啟動故障錄波。由于數(shù)據(jù)采集是連續(xù)的，故可將故障前一定時段的數(shù)據(jù)和故障后的全部數(shù)據(jù)采集送入,RAM,。然后存入磁盤，由離線分析程序顯示出波形曲線圖、一次,/,二次錄波值等。,04,故障錄波器的裝置特點,1,、集故障錄波與測距、實時監(jiān)測和電能質(zhì)量分析為一體,不定長動態(tài)錄波和故障測距，測距精度優(yōu)于,2%,；,記錄系統(tǒng)發(fā)生大擾動時的時刻:年、月、日、時、分、秒、毫秒；,記錄系統(tǒng)發(fā)生大擾動前后各輸入量(電流、電壓、高頻、開關(guān)狀態(tài)等,),的變化過程；,電力系統(tǒng)實時監(jiān)測,可實時顯示電壓、電流波形及系統(tǒng)的有功/無功力率、相角；,故障分析和電能質(zhì)量分析；,功角、相角測量；,記錄

5、保護(hù)和其它自動裝置的動作情況；,連續(xù)慢掃描。,04,故障錄波器的裝置特點,2,、錄波啟動方式,越限啟動量優(yōu)于2%,突變啟動量優(yōu)于5%；,任一路模擬量均可設(shè)置為突變量啟動和越限啟動(含過量和低量啟動);,相、序量突變量和越限啟動；,開關(guān)量變位或上跳變、下跳變啟動；,手動啟動。,05,故障錄波器的主要參數(shù),1,、采樣速率,采樣速率的高低決定了錄波器對高次諧波的記錄能力,在系統(tǒng)發(fā)生故障之初,故障波形的高次諧波非常嚴(yán)重,因此,為了較真實地記錄故障的暫態(tài)過程,錄波器要有較高的采樣速率。電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,故障錄波器的采樣速率應(yīng)達(dá)到5kHz。但高的采樣速率,則要使用較多的存儲空間,同時在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時,要花

6、費更長的時間,這很不利于故障后的快速分析故障。,05,故障錄波器的主要參數(shù),2,、A,/,D轉(zhuǎn)換位數(shù),A,/,D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)決定了錄波器記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。對于不同位數(shù)的A,/,D轉(zhuǎn)換器,在量度同一個幅值的模擬量時,顯然高位數(shù)A,/,D轉(zhuǎn)換器的每格所代表的值要比低位數(shù)A,/,D轉(zhuǎn)換器小,也就是說分辨率比較高,這樣就可以具有較高的精度,保證所有通道采樣的一致性。,3、最大故障電流記錄能力,該指標(biāo)用來保證在系統(tǒng)最大短路電流下能夠完整地記錄故障過程,不發(fā)生削波,同時在極小電流時又要能用一定的精度,該指標(biāo)有時還影響到錄波器啟動定值的靈敏度。,05,故障錄波器的主要參數(shù),4、錄波記錄時間,故障錄波器被觸發(fā)

7、后,將根據(jù)事先設(shè)定的錄波時間采集數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)。這幾個時段有：,故障前記錄時間：這部分錄波數(shù)據(jù)主要是用來進(jìn)行故障定位計算時使用。,觸發(fā)時段：這部分錄波數(shù)據(jù)記錄的是故障發(fā)生的前期過程,含有較多的暫態(tài)分量,故障后進(jìn)行故障定位和其他電氣量計算使用的主要是這部分?jǐn)?shù)據(jù)。,故障后時段：這個時段主要記錄系統(tǒng)在故障結(jié)束后系統(tǒng)的情況,這段數(shù)據(jù)主要關(guān)心的是變化過程。,05,故障錄波器的主要參數(shù),5、錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式,5.1,、模擬量采樣方式,模擬量采樣及記錄方式按下圖執(zhí)行,系統(tǒng)大擾動開始時刻,A B C,D,t=00.0000 t(s),模擬量采樣時段順序,A時段：,系統(tǒng)大擾動開始前的狀態(tài)數(shù)據(jù),記錄時間為4

8、0ms100ms可調(diào)。采樣頻率10kHz、5kHz、2kHz、1kHz可設(shè)。,B時段：,系統(tǒng)大擾動后初期的狀態(tài)數(shù)據(jù),記錄時間200ms2000ms可調(diào)。采樣頻率同A段。,C時段:,系統(tǒng)大擾動后中期的狀態(tài)數(shù)據(jù),記錄時間1.0s10s可調(diào)。數(shù)據(jù)輸出速率1kHz、0.5kHz、0.25kHz可設(shè)。,D時段:,系統(tǒng)動態(tài)過程數(shù)據(jù),不定長錄波,錄波時間最長為30min,數(shù)據(jù)輸出速率50Hz,10Hz,1Hz可設(shè),輸出為有效值。,05,故障錄波器的主要參數(shù),5、錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式,5.2,、,不定長錄波的實現(xiàn),1)非振蕩故障啟動,a)第一次啟動,按ABCD順序錄波,；,b)除A、B段外,如果正在錄波又出

9、現(xiàn)一次啟動,則錄波立即回到S點重新開始ABCD順序錄,。,2)自動終止記錄條件,（,同時符合如下條件時,則自動停止記錄,）,a)記錄時間3s,；,b)所有啟動量全部復(fù)歸,。,5.3特殊記錄方式,如果出現(xiàn)長期的電壓、頻率越限或電流振蕩,則由S時刻開始沿ABCD時段順序錄波,并延長D時段,直至所有起動量全部復(fù)歸或振蕩停息。其中頻率值測量精度不劣于0.05Hz。,06,故障錄波器的波形分析,6.1,、各種故障情況下的波行特征:,單相接地故障,故障相電流和零序電流大小相等且同相位,故障相電壓有一定程度減小,同時有零序電壓出現(xiàn)。,兩相之間故障,兩個故障相的電流大小相等,方向相反,沒有零序電流,。,兩相接

10、地故障,兩個故障相的電流突變增大,但兩個電流之間的相位有角度差,變化范圍隨過電阻的不同在60-180之間變化,但有零序電流出現(xiàn)。,三相接地故隆或不接地故障,三相電流同步增大，沒有零序電流和零序電壓。,06,故障錄波器的波形分析,6.2,、故障過程中的波形特征:,故障相電流有明顯突變增大,電壓有一定程度減小,同時有零序電壓和零序電流出現(xiàn)。,在故障切除后，電流通道變?yōu)橐桓本€。如果是線路,PT,，在線路兩端故障均切除后故障相電壓變?yōu)?,零序電流變得很小或為0,但有很大的零序電壓。,重合成功，三相電流流恢復(fù)正常負(fù)荷電流,三相電壓恢復(fù)對稱。,06,故障錄波器的波形分析,6.3,、根據(jù)故障錄波圖能夠獲得

11、的信息:,1、發(fā)生故障的電氣元件和故障類型；,2、保護(hù)動作時間和故障切除時間；,3、故障電流和故障電壓；,4、重合時間以及是否重合成功；,5、詳細(xì)的保護(hù)動作情況；,6、完成附屬功能(測距、阻抗軌跡、相量以及諧波分析等),07,故障錄波器在應(yīng)用中存在的問題及措施,故障錄波器在實際應(yīng)用過程中會出現(xiàn)保護(hù)管理機(jī)調(diào)不到故障波形的故障,嚴(yán)重影響了故障波形的分析,在系統(tǒng)發(fā)生故障時將影響對故障性質(zhì)的判斷,根據(jù)現(xiàn)場處理的情況有以下幾種原因?qū)е略摴收系陌l(fā)生：,(1)保護(hù)管理機(jī)與故障錄波器之間通信中斷,(2)保護(hù)管理機(jī)死機(jī)導(dǎo)致死數(shù)據(jù),(3)故障錄波器存儲單元損壞,07,故障錄波器在應(yīng)用中存在的問題及措施,采取措施,

12、：,(1)加強巡視:定期對故障錄波器進(jìn)行手動觸發(fā),檢驗其是否在正常的工作狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)工作不正常立即聯(lián)系處理。,(2)采用備用方案:在筆記本電腦上安裝波形分析軟件在保護(hù)管理機(jī)不能調(diào)閱故障錄波器的波形時,采用筆記本電腦調(diào)閱方式,對故障進(jìn)行及時的分析和判斷。,(3),加強培訓(xùn)：利用系統(tǒng)維護(hù)的機(jī)會，請故障錄波器廠家人員到現(xiàn)場講解。,08,典型故障波形的分析,根據(jù)分析的單相接地短路故障錄波圖得出以下特點：,(,1)一相電流增大,一相電壓降低;出現(xiàn)零序電流、零序電壓,(,2)電流增大、電壓降低為相同相別,(,3)零序電流向位與故障電流同向,零序電壓與故障相電壓反向,根據(jù)以上分析,判斷為單相接地故障,故障

13、相為接地電流明顯增大的那一相。,1,、單相接地短路故障,08,典型故障波形的分析,根據(jù)分析兩相接地短路故障錄波圖得出以下特點：,(,1)兩相電流增大,兩相電壓降低;出現(xiàn)零序電流、零序電壓,(,2)電流增大、電壓降低為相同兩個相別,(,3)零序電流向量為位于故障兩相電流間。,根據(jù)以上特點分析判斷故障性質(zhì)為兩相接地短路,故障相為接地電流明顯增大的那兩相,2,、兩相接地短路故障,08,典型故障波形的分析,根據(jù)分析兩相短路故障錄波圖得出以下特點：,(,1)兩相電流增大,兩相電壓降低;沒有零序電流、零序電壓,(,2)電流增大、電壓降低為相同兩個相別,(,3)兩個故障相電流基本反向,根據(jù)以上特點分析判斷故障性質(zhì)為兩相短路,故障相為電流明顯增大的那兩相,3、兩相短路故障,08,典型故障波形的分析,根據(jù)分析三相短路故障錄波圖得出以下特點：,(,1)三相電流增大,三相電壓降低,(,2)沒有零序電流、零序電壓,根據(jù)以上特點判斷故障性質(zhì)為三相短路故障,4、三相故障,【謝謝大家聆聽】,