故障錄波器技術(shù)

1、故障錄波器技術(shù)故障錄波器技術(shù)1234錄波器的引入及其功能錄波器的一般工作原理和構(gòu)成錄波器的基本要求和標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)波形分析“黑匣子” 黑匣子是飛機(jī)上的記錄儀器，是一種飛行數(shù)據(jù)記錄儀。它能將飛機(jī)的高度、速度、航向、爬升下降率、格林尼治時(shí)間等等飛機(jī)系統(tǒng)工作狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)等飛行參數(shù)都記錄下來(lái)。能夠在飛機(jī)損毀的情況下幫組調(diào)查人員分析事故原因，以便對(duì)事故作出正確的結(jié)論。變電站-發(fā)電廠(chǎng)的黑匣子錄波器 反應(yīng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的參數(shù)：反應(yīng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的參數(shù)： 基本參數(shù)：電流、電壓、開(kāi)關(guān)量，基本參數(shù)：電流、電壓、開(kāi)關(guān)量，還有：有功、無(wú)功、非周期分量的初值及時(shí)間常數(shù)、還有：有功、無(wú)功、非周期分量的初值及時(shí)間常數(shù)、系統(tǒng)頻率變化系

2、統(tǒng)頻率變化 分析故障主要是指分析系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程各參數(shù)量的變分析故障主要是指分析系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程各參數(shù)量的變化規(guī)律?；?guī)律。電力系統(tǒng)故障錄波裝置就是這樣一種用作記錄和分電力系統(tǒng)故障錄波裝置就是這樣一種用作記錄和分析電網(wǎng)故障的設(shè)備。析電網(wǎng)故障的設(shè)備。故障處理流程第四步第三步第二步第一步1電網(wǎng)事故判斷電網(wǎng)事故判斷2電網(wǎng)事故處理電網(wǎng)事故處理34反措和改進(jìn)反措和改進(jìn)3電網(wǎng)事故分析電網(wǎng)事故分析繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)事故分析調(diào)度匯報(bào)信息故障錄波器的信息資料保護(hù)裝置的報(bào)文信息子站.故障錄波器之功能按照電力系統(tǒng)發(fā)生故障的不同情況，對(duì)應(yīng)于錄波器的作用主要體現(xiàn)在：系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作正確 利用故障錄波器記錄下來(lái)的電流電壓

3、量對(duì)故障線(xiàn)路進(jìn)行利用故障錄波器記錄下來(lái)的電流電壓量對(duì)故障線(xiàn)路進(jìn)行測(cè)距，同時(shí)給出能否強(qiáng)送的依據(jù)測(cè)距，同時(shí)給出能否強(qiáng)送的依據(jù) .故障錄波器之功能電力系統(tǒng)元件發(fā)生不明原因跳閘 利用故障錄波器記錄下來(lái)的電流電壓及開(kāi)關(guān)量判斷出是否無(wú)故障利用故障錄波器記錄下來(lái)的電流電壓及開(kāi)關(guān)量判斷出是否無(wú)故障跳閘跳閘 查明原因，馬上恢復(fù)送電.故障錄波器之功能繼電保護(hù)裝置有不正確動(dòng)作行為l繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)造成無(wú)故障跳閘l系統(tǒng)有故障但保護(hù)裝置拒動(dòng)l系統(tǒng)有故障但保護(hù)動(dòng)作行為不符合預(yù)先設(shè)計(jì) 利用故障錄波器記錄下來(lái)的保護(hù)動(dòng)作事件量和開(kāi)關(guān)接點(diǎn)利用故障錄波器記錄下來(lái)的保護(hù)動(dòng)作事件量和開(kāi)關(guān)接點(diǎn)狀態(tài)信息找出保護(hù)不正確動(dòng)作的原因，必要時(shí)通過(guò)

4、計(jì)算工狀態(tài)信息找出保護(hù)不正確動(dòng)作的原因，必要時(shí)通過(guò)計(jì)算工具進(jìn)行模擬計(jì)算分析具進(jìn)行模擬計(jì)算分析 .故障錄波器的構(gòu)成 通常包括三部分：輔助變換、前置機(jī)、后臺(tái)機(jī)一般位于屏后，實(shí)現(xiàn)a/d轉(zhuǎn)換標(biāo)配打印機(jī)、usb接口用于數(shù)據(jù)采集和啟動(dòng)，將信息傳到后臺(tái)機(jī)數(shù)據(jù)處理和管理深圳雙合sh2000錄波屏后實(shí)拍.故障錄波器之原理 160路開(kāi)關(guān)量 16bit adc 可編程邏輯器件 sdram 64mbytes adsp 大規(guī)?？删幊涕T(mén)陣列fpga 80路模擬量 flash 512 mbytes 32位嵌入式cpu 運(yùn)行vxworks 硬盤(pán) 高速以太網(wǎng) com 1com 2 prnlan 1lan 2 lan 3 錄波單

5、元 調(diào)度調(diào)度或子站以太網(wǎng)交換機(jī) 信息子站 rs 232 rs 422 /485 錄波管理機(jī)32 位 dsp 板32 位 cpu 板16bit adc gps .故障錄波器之原理錄波器起動(dòng)方式 目的：能滿(mǎn)足各種故障情況下可靠起動(dòng)故障錄波器。l 模擬量起動(dòng)：按相設(shè)置的過(guò)電流、低電壓起動(dòng)；按相設(shè)置的電流突變起動(dòng)、零序過(guò)流和突變起動(dòng)；負(fù)序電流起動(dòng)。l 開(kāi)關(guān)量起動(dòng)：所有保護(hù)的跳閘出口信號(hào)；所有開(kāi)關(guān)的副接點(diǎn)變位信號(hào).故障錄波器的基本要求 1、錄波數(shù)據(jù)的安全性完整性機(jī)要性可用性.故障錄波器的基本要求 2、錄波數(shù)據(jù)的真實(shí)性； 3、采樣數(shù)據(jù)的同時(shí)性和精度要求 4、錄波器的啟動(dòng)方式要求 （1）電流電壓幅值、變化量

6、及頻率的越限； （2）外部觸發(fā)啟動(dòng)，如動(dòng)作節(jié)點(diǎn)、斷路器位置； （3）直流變化量； （4）手動(dòng)啟動(dòng)； （5）啟動(dòng)前應(yīng)有一定的信息記錄寬度.故障錄波器的基本要求 5、數(shù)據(jù)記錄格式及網(wǎng)絡(luò)功能 6、對(duì)后臺(tái)分析軟件的要求 （1）能自動(dòng)綜合雙端數(shù)據(jù)進(jìn)行故障測(cè)距； （2）能根據(jù)記錄的電流、電壓形成波形，導(dǎo)出各序分量及其向量圖、阻抗變化軌跡； （3）具備完善的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能.故障錄波器之指標(biāo)評(píng)價(jià)錄波器的常用指標(biāo)l 采樣速率采樣速率的高低決定了錄波器對(duì)高次諧波的記錄能力 ，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不低于5khz，工程中一般使用3200hz，即每周波采樣64點(diǎn)。la/d轉(zhuǎn)換器位數(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 。

7、高檔的錄波器使用12位a/d，且每個(gè)通道使用一個(gè).故障錄波器之指標(biāo)評(píng)價(jià)錄波器的常用指標(biāo)l 最大故障電流記錄能力l錄波記錄時(shí)間 故障前 故障時(shí) 故障切除后非全相時(shí)期 重合 系統(tǒng)振蕩 穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，一般不小于2周波。高采樣速率暫態(tài)數(shù)據(jù)，高采樣速率。記錄時(shí)間0.2秒高速或低速采樣，記錄時(shí)間大于重合閘動(dòng)作時(shí)間重合成功，經(jīng)預(yù)先設(shè)定的最大記錄時(shí)間后停止錄波，一般設(shè)定2秒重合于故障，重新開(kāi)始一個(gè)記錄過(guò)程長(zhǎng)時(shí)間的完整記錄，保證數(shù)據(jù)的完整性.故障錄波器之配置原則 模擬量和開(kāi)關(guān)量之比為1:3或1:4配置，以保證有足夠的通道接入開(kāi)關(guān)量 模擬量包含直流電壓監(jiān)測(cè) 必須接入錄波器的開(kāi)關(guān)量： 按相接入每個(gè)開(kāi)關(guān)的輔助接點(diǎn)，設(shè)置為

8、在開(kāi)關(guān)有閉合變?yōu)榉珠l時(shí)啟動(dòng)錄波器 直接作用于跳閘線(xiàn)圈的保護(hù)裝置的跳閘出口接點(diǎn)，有分相出口的要按相接入 有關(guān)的告警信息：高頻保護(hù)的收、發(fā)信信號(hào)，dtt信號(hào)，差動(dòng)保護(hù)的通道告警信號(hào)，保護(hù)裝置故障信號(hào)、失電信號(hào)，pt/ct斷線(xiàn)信號(hào) 主變的非電氣量保護(hù)僅接入能夠跳閘的信號(hào)，而大量的告警信號(hào)不需要接入.故障錄波器之配置原則 選用嵌入式的故障錄波器，通信控制單元不依賴(lài)于硬盤(pán)或后臺(tái)機(jī) 錄波器能夠按規(guī)約方式向錄波器主站或保護(hù)子站上傳錄波文件。 配置專(zhuān)用的母線(xiàn)故障錄波器，確保一條母線(xiàn)的所有開(kāi)關(guān)接入同一臺(tái)錄波器 變壓器模擬量的接入四側(cè) 一般每?jī)纱湟慌_(tái)錄波器，如主變直接掛在母線(xiàn)上，可以單獨(dú)配置一臺(tái).錄波的基礎(chǔ)知識(shí)

9、點(diǎn)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(shí)有零序電壓出現(xiàn)。 兩相之間故障，兩個(gè)故障相的電流大小相等，方向相反，沒(méi)有零序電流。 兩相接地故障，兩個(gè)故障相的電流突變?cè)龃?，但兩個(gè)電流之間的相位有角度差，變化范圍隨過(guò)渡電阻的不同在60180之間變化，但有零序電流出現(xiàn)。 三相接地故障或不接地故障，三相電流同步增大，沒(méi)有零序電流和零序電壓。.錄波的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)故障過(guò)程中的波形特征：故障相電流有明顯突變?cè)龃?，電壓有一定程度減小，同時(shí)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€(xiàn)。如果是線(xiàn)路pt，在線(xiàn)路兩端故障均切除后故障相電壓變

10、為0，零序電流變得很小或?yàn)?，但有很大的零序電壓。重合成功。三相電流恢復(fù)正常負(fù)荷電流，三相電壓恢復(fù)對(duì)稱(chēng)。.錄波的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)根據(jù)故障錄波圖能夠獲得的信息1、發(fā)生故障的電氣元件和故障類(lèi)型2、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和故障切除時(shí)間3、故障電流和故障電壓4、重合時(shí)間以及是否重合成功5、詳細(xì)的保護(hù)動(dòng)作情況6、完成附屬功能（測(cè)距、阻抗軌跡、相量以及諧波分析等）7、直流是否正常，是否接地、短路8、高頻是否發(fā)信.基礎(chǔ)波型.分析錄波圖的基本方法： 1、大致判斷系統(tǒng)發(fā)生了什么故障，故障持續(xù)時(shí)間。 2、以某一相電壓或電流的過(guò)零點(diǎn)為相位基準(zhǔn)，查看故障前電流電壓相位關(guān)系是否正確，是否為正相序？負(fù)荷角為多少度？ 3、以故障相電壓或電

11、流的過(guò)零點(diǎn)為相位基準(zhǔn)，確定故障態(tài)各相電流電壓的相位關(guān)系。（注意選取相位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)躲開(kāi)故障初始及故障結(jié)束部分，因?yàn)檫@兩個(gè)區(qū)間一是非周期分量較大，二是電壓電流夾角由負(fù)荷角轉(zhuǎn)換為線(xiàn)路阻抗角跳躍較大，容易造成錯(cuò)誤分析） 4、繪制向量圖，進(jìn)行分析。.簡(jiǎn)單故障分析基礎(chǔ) 基礎(chǔ)-對(duì)稱(chēng)分量法 單相接地故障故障相電流與零序電流大小相等，方向相同。故障相電壓有大幅度降低，最低接近于零。.簡(jiǎn)單故障分析基礎(chǔ) 相間故障故障相電壓大小相等，相位相同。非故障相電壓等于兩個(gè)故障相電壓之和。 明顯特征：無(wú)零序分量電流相位基本相反，但數(shù)值相等 兩相接地故障有兩相電流突變?cè)龃?，有零序電流出現(xiàn)。 .實(shí)例分析實(shí)例分析單相接地故障.實(shí)例分析實(shí)例分析單相故障的特點(diǎn).實(shí)例分析實(shí)例分析兩相短路故障波形及典型的向量圖.實(shí)例分析實(shí)例分析兩相短路故障典型向量圖特點(diǎn)分析.實(shí)例分析實(shí)例分析兩相短路故障接線(xiàn)錯(cuò)誤分析.實(shí)例分析實(shí)例分析三相短路波形.實(shí)例分析實(shí)例分析三相短路向量圖.三相短路分析要點(diǎn).關(guān)于故障后應(yīng)該出的信息 單相故障 兩套主保護(hù)的單相跳閘信號(hào)，兩套后備保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，差動(dòng)