浅谈故障录波分析

作者：王雷

来源：《中国电力教育》2011年第12期

摘要：录波数据是电力系统故障分析、保护动作评价的重要依据。大量电力故障时的数据和信息，可以帮助专业人员迅速掌握情况，准确快速地分析事故发生的原因，完善电网的负荷模型和故障诊断系统，有助于提高电网稳定运行水平。 关键词：故障录波；录波分析；故障类型

作者简介：王雷（1980-），男，河北保定人，天津蓟县供电分公司调度科，工程师。（天津 301900）

中图分类号：TM938.6 文献标识码：B 文章编号：1007-0079（2011）12-0133-02

一、故障录波器的作用

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。正常情况下不起动或只进行数据采集；发生故障或振荡时进行录波。能够全面反映一次系统故障时电参量的变化过程、继电保护与安全自动装置的动作行为、断路器等一次设备的变化状态等，从而为分析系统事故提供科学依据，因此，对提高系统安全运行水平极为重要：通过故障录波器的录波和分析，找出事故原因，制定反事故措施；为查找故障点提供依据；积累运行经验，提高运行水平。

二、故障录波器的接入量要求

以天津电网110kV变电站为例，故障录波器的记录接入量应能满足如下技术要求。 1.模拟量

（1）交流电流量。1）变压器各侧受总开关的相电流；各侧母联（或分段）开关的相电流；变压器110kV侧间隙及中性点零序电流。2）110kV进、出线线路的相电流和零序电流。3）对于35kV、10kV小电阻接地系统，应接入35kV、10kV小电阻侧零序电流；Z型变保护相电流。

（2）交流电压量。变压器各侧母线的电压互感器的3个相对地电压；变压器间隙电压取自母线电压互感器的三次绕组。 2.开关量

（1）操作变压器电源侧开关时，启动故障录波器录波。

（2）变压器差动保护1，2动作；变压器后备保护动作；非电量保护动作；110kV线路保护动作；110kV母差保护动作；35kV简易母差保护动作；高压侧自、互投装置无压动作；自、互投装置合闸动作；中、低压自投装置无压动作；自投装置合闸动作；高、中、低压（或母联）开关瞬时投入（充电）保护动作；低压低频减负荷装置动作。

（3）开关接入量取自继电保护及安全自动装置出口动作继电器的空接点。 （4）变压器各侧开关辅助接点；各侧分段（或母联）开关辅助接点。

3.故障录波器的装置故障、录波启动和电源消失的开出信号应接入变电站后台监控系统或中央信号

三、典型故障电气量特征 1.单相接地故障

故障相电压下降，故障相电流上升，电压下降和电流上升为同一相别；故障产生3I0、3U0，3I0与故障相电流同相位，3U0与故障相电压反相位；故障相电压超前故障相电流约80度，零序电流超前零序电压约110度。 2.两相接地短路故障

两故障相电压下降，两故障相电流上升，电压下降和电流上升为两个相同相别；故障产生3I0、3U0；零序电流向量位于故障两相电流间。 3.两相短路故障

两故障相电压下降，两故障相电流上升，电压下降和电流上升为两个相同相别；故障不产生3I0、3U0；两故障相电压相位相同，与非故障相电压相位相反，两故障相电压大小相等，为非故障相电压的1/2，两故障相电流大小相等，方向相反。 4.三相短路故障

三相电压下降，三相电流上升，三相电压对称，三相电流对称；故障不产生3I0、3U0。 简单来说，通过零序电压和零序电流是否出现就可以判别是否为接地故障，通过电流电压变化的相别数量就可以判别为几相故障。 四、录波实例分析

现有一条10kV线路，多次出现跳闸现象，故障时波形如图1。继电保护装置采用两相不完全星形连接，将A、C两相电流引入装置，装置B相端子直接接地。分析过程采用排除法。 1.考虑一次线路故障的可能

由于3I0为零，排除接地故障的可能，包括单相接地短路和两相接地短路；由于没有出现“两故障相电流上升”的现象，排除两相短路故障的可能；由于没有出现“三相电流上升”的现象，排除三相短路故障的可能。 2.考虑二次保护装置故障的可能

根据当时负荷情况，计算得到正常运行时电流的二次值与AC相示数相近，排除AC相二次故障的可能；由波形图得到，B相出现尖峰脉冲，持续时间较短，但峰值已超过保护定值，而B相实际上直接接地，所以初步估计装置交流采样有隐患，抗干扰能力弱，易触发。 后经厂家实验证实，分析正确，交流插件需要更换。 五、分析总结

故障录波有助于分析事故原因，直接切中事故本质，节省工作时间，避免耗费过多的人力、物力。

参考文献：

[1]崔家佩,等.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京:中国电力出版社,2000. [2]黑龙江省电力有限公司调度中心.现场运行人员继电保护知识实用技术与问答(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2007. （责任编辑：苏宇嵬）