一种基于故障录波信息的电网故障诊断方法

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1、一种基于故障录波信息的电网故障诊断方法（国家电网洛阳供电公司471000）随着社会经济的不断发展，用电量迅速扩大，电网在不断进行升级改造，各区域电网之间的联系变得越来越紧密，电M运行时的经济性得到了大幅度提升，但是电网结构也日趋复杂，如果电网发生了局部故障，可能会引发电网较大范围的波动，对社会的安定与经济产生不利影响。木文主要探讨的就是关于电网故障发生时的诊断方法。关键词：故障；电网诊断；录波信息引言电力系统故障诊断是系统级的故障诊断，利用故障发生后来自电网各处继电保护装置的报警信息、开关变位信息和各种气量信息进行分析，准确而及时地定位故障元件、分析故

2、障性质等，不仅能减轻人工现场巡线的困难，同时也有助于及时排除故障元件，恢复电力系统的正常供电。1.故障录波器故障记录方式简介当电力系统发生故障后，故障录波器将对故障前后的电气量进行记录,通常会以不同的采样频率分段进行，分为如图1所示的ABCDE五个时段，它们分别表示的故障时段为：A时段：电力系统大扰动发生前的电气数据，采集的是高速的瞬时原始波形，记录时长≥0.04s。B时段：电力系统大扰动发生后初期的电气数据，采集的是高速的瞬时原始波形，可以输出每一个周波的有效值和直流分量值，记录时长）O.ls。C时段：电力系统大扰动发生后的中期电气数据，记录的

3、是连续的工频有效值，记录时长≤l.Os。D时段：电力系统动态过程的电气数据，每隔O.ls记录一个工频有效值，记录时长≥20s。E吋段：电力系统长过程的动态电气数据，每隔Is输出一个工频有效值，记录时长≥10min。图1故障录波器记录时段A,B，C三个时段的采样数据对于故障分析尤为重要，反映的是故障的暂态过程，所以这三个时段都以较高的采样频率来记录数据，艽记录的吋间长度应该大于140ms;随后的D,E吋段基本己经达到稳态，数据的分析价值不高，所以采样频率较低。当故障录波器被触发启动吋，就如上图从S吋刻开始按ABCDE的顺序进行记录。如果

4、在故障录波器己经启动记录的过程当中再次检测到符合启动的条件时，如果此刻处于B时段，则从t吋刻开始按照BODE的顺序进行记录，否则就要从S吋刻开始按照ABCDE的顺序重复执行.1.故障录波数据的主要特点(1)故障录波信息采集的是直接与故障点相关的电气量，对故障过程进行记录，相比于开关量信息具有连续性和准确性；(2)在故障发生发展的过程中，电流或者电压的幅值与相角会随着故障的发展而改变，具有过程发展阶段性；(3)故障发生吋，故障点周边非故障线路的录波器也会检测到扰动并启动录波，而分析故障只需要故障相关线路录波信息。2.利用录波数据的诊断模型3.1元件故障诊

5、断模型由于利用波形信息诊断的复杂性，诸多因素都将影响诊断的性能，鉴于实际保护装置的保护功能对各种具体情况考虑得比较全而，因此，本文采用了虚拟保护的方法来对系统中的母线、变压器以及线路等元件进行诊断。虚拟保护就是用纯软件的方式模拟实际硬件保护的功能，它有着实际保护无法比拟的优点:①不受人为因素的影响，比如误碰、误接线、维护不良等；②不受硬件故障的影响，比如元件故障、冋路故障、通道故障等；③不受自然条件的影响，比如绝缘不良、机械振动、外力破坏、电磁干扰等虚拟保护模型：和实际硬件保护相比由软件实现的虚拟保护在功能上保证了完整性和可靠性，但实现起来要比实际保护

6、简单得多，这是由将虚拟保护用于诊断的0的和其独有的特点所决定的。首先，虚拟保护结构模块化，一套完整的虚拟保护模型按功能可以分成多个不冋的模块，比如初始化、自检、起动、滤波等功能模块；第二、不同虚拟保护模型中相当模块可重复利用，实现模块的共享，比如滤波模块可供所奋不冋的虚拟保护模型共享，在这里将诸多模块归为两类，即共同模块和特殊模块；第三、各模块功能实现方法多样，而i不同虚拟保护采用的方法可以不同，比如选相模块中选相功能实现方法有突变量选相、序分量分区选相及它们的改进算法等；第四、虚拟保护的数据是静态的，在诊断中己经完全获得了整个故障过程的电流、电压录波

7、数据，所以虚拟保护中各个功能模块可以相互独立，即不需要硬件中的中断服务程序；第五、虚拟保护搜集的数据是多端的，即信息的全而性，这一特点可以对很多算法进行改进，提高虚拟保护诊断的可靠性。鉴于以上特点，同吋为了使该诊断模块更冇效地链入故障诊断和故障录波分析软件，体现组件化程序设计思想，本文采用了基于组件对象模块(COM)技术实现虚拟保护模型，虚拟保护组件以一种多对象多接口的方式实现，具体来说就是组成虚拟保护的每一功能模块都对应于一个COM对象，每个COM对象通过一个或多个接U实现该功能模块的各子功能。基于COM技术的虚拟保护组件具有明显的优点：第一，通过C

8、OM的包容可以实现模块的重用，有助于并行开发；第二，由于采用了多对象多接口的方式，新增加功能只