浅析故障录波器的应用

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1、浅析故障录波器的应用当今，电力已作为现代社会的主要能源，与国民经济建设和人民生活有着极为密切的关系，供电不稳定，特别是大面积停电事故所造成的经济损失和社会影响是十分严重的，电力系统的各种故障造成的影响也更为严重，所以这就要求在电力系统发生故障后，检测设备及运行人员能迅速对故障的性质及相关情况作出判断，从而能尽快处理并排除故障，迅速恢复系统的正常运行，以减小故障对电力系统及用户带来的损失。1故障录波器原理1.1故障录波器的结构和工作原理故障录波器是用来记录电力系统中电气量和非电气量以及开关量的自动记录

2、装置。通过记录和监视系统中模拟量和事件量来对系统中发生的故障和异常等事件生成故障波形，储存并发送至远方主站，通过分析软件的处理对波形进行分析和计算，从而对故障性质，故障发生点的距离，故障的严重程度进行准确地判断。1.2故障录波器的作用故障录波器在电力系统中的作用有以下3种。第一种为系统发生故障，继电保护装置动作正确，可以通过故障录波器记录下来的电流量电压量对故障线路进行测距，帮助巡线人员尽快找到故障点，及时采取措施，缩短停电时间，减少损失。第二种情况为线路不明原因跳闸，通过对故障录波器记录的波形进行

3、分析，可以判断出开关跳闸的原因。从而采取相应措施，将线路恢复送电或者停电检修，避免盲目强送造成更大的损失，同时为检修策略提供依据。第三种情况为判断继电保护装置的动作行为。当系统由于继电保护装置误动造成无故障跳闸或系统有故障但保护装置拒动时，就要利用故障录波器中记录的开关量动作情况来判断保护的动作是否正确，并可以据此得出有问题的部分，对于较复杂的故障可以通过记录下来的电流电压量对故障量进行计算，从而对保护进行定量考核。1.3故障录波器的主要参数（1）采样速率：采样速率的高低决定了录波器对高次谐波的记录

4、能力，在系统发生故障之初，故障波形的高次谐波非常严重，因此，为了较真实地记录故障的暂态过程，录波器要有较高的采样速率。电力行业标准规定，故障录波器的采样速率应达到5kHz。但高的采样速率，则要使用较多的存储空间，同时在进行数据传输时，要花费更长的时间，这很不利于故障后的快速分析故障。根据实际使用情况，采样速率一般设定为3200Hz，即每周期采样64点。（2）A/D转换位数：A/D转换器的位数决定了录波器记录数据的准确度。对于不同位数的A/D转换器，在量度同一个幅值的模拟量时，显然高位数A/D转换器的

5、每格所代表的值要比低位数A/D转换器小，也就是说分辨率比较高，这样就可以具有较高的精度，保证所有通道采样的一致性。（3）最大故障电流记录能力：该指标用来保证在系统最大短路电流下能够完整地记录故障过程，不发生削波，同时在极小电流时又要能用一定的精度。该指标有时还影响到录波器启动定值的灵敏度。（4）录波记录时间：故障录波器被触发后，将根据事先设定的录波时间采集数据、存储数据。这几个时段有：故障前记录时间，这部分录波数据主要是用来进行故障定位计算时使用。触发时段：这部分录波数据记录的是故障发生的前期过程，

6、含有较多的暂态分量，故障后进行故障定位和其他电气量计算使用的主要是这部分数据。故障后时段：这个时段主要记录系统在故障结束后系统的情况，这段数据主要关心的是变化过程。2典型故障波形的分析2.1单相接地故障单相接地故障，故障相电流和零序电流大小相等且同相位，故障相电压有一定程度减小，同时有零序电压出现，如图1所示。图1A相单相接地短路K（1）典型录波图根据分析的单相接地短路故障录波图得出以下特点：(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、电压降低为相同相别；(3)零序电流

7、向位与故障电流同向，零序电压与故障相电压反向。根据以上分析，判断为单相接地故障，故障相为接地电流明显增大的那一相。2.2相间接地故障两相接地故障，2个故障相的电流突变增大，但2个电流之间的相位有角度差，变化范围随过渡电阻的不同在60o～180o之间变化，但有零序电流出现，如图2所示。图2AB两相接地短路K（2）典型录波图根据分析两相接地短路故障录波图得出以下特点：(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。

8、根据以上特点分析判断故障性质为两相接地短路，故障相为接地电流明显增大的那两相。2.3三相故障三相接地故障或不接地故障，三相电流同步增大，没有零序电流和零序电压，如图3所示。图3三相短路K（3）典型录波图根据分析三相短路故障录波图得出以下特点：(1)三相电流增大，三相电压降低；(2)没有零序电流、零序电压。根据以上特点判断故障性质为三相短路故障。3较复杂故障波形的分析由于现场条件受保护配置等客观因素影响较大，发生故障时会出现比较复杂的波形，下面根据某电网中实际发生的较为