大唐新能源通辽公司 内蒙古通辽市 028000
摘要：故障录波器用于电力系统，可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平均有着重要作用。
关键词：故障滤波器；故障；分析与判断
1引言
电力系统故障录波器是一种用作记录和分析电网故障的设备。能够反应电气故障前后各参数量的变化规律，因此故障录波器已成为电力企业必不可少的装置之一，无论是电力企业的技术管理者还是现场检修运行人员，熟练掌握故障录波器尤为重要，本文介绍故障录波器主要是针对风电场中应用与研究，并重点讨论风电场发生电气故障是故障录波器的波形分析。2故障录波器的功能
按照电力系统发生故障的不同情况，对应于录波器的作用主要体现在：
2.1系统发生故障，保护动作正确，利用故障录波器记录下来的电流电压量对故障线路进行测距，同时给出能否强送的依据。
2.2电力系统元件发生不明原因跳闸，利用故障录波器记录下来的电流电压及开关量判断出是否无故障跳闸，查明原因马上恢复送电。
2.3利用故障录波器记录下来的保护动作事件量和开关接点状态信息找出保护不正确动作的原因，必要时通过计算工具进行模拟计算分析。继电保护装置有不正确动作行为。
2.3.1继电保护装置误动造成无故障跳闸；
2.3.2系统有故障但保护装置拒动；
2.3.3系统有故障但保护动作行为不符合预先设计；
3故障录波器原理
3.1录波器起动方式：目的，能满足各种故障情况下可靠起动故障录波器。
3.1.1模拟量起动：按相设置的过电流、低电压起动；按相设置的电流突变起动、零序过流和突变起动；负序电流起动；
3.1.2开关量起动：所有保护的跳闸出口信号；所有开关的副接点变位信号。
4故障录波器的基本要求
4.1录波数据的真实性、采样数据的同时性和精度要求、录波器的启动方式要求、电流电压幅值、变化量及频率的越限；外部触发启动，如动作节点、断路器位置；直流变化量；手动启动；启动前应有一定的信息记录宽度。数据记录格式及网络功能。
4.2对后台分析软件的要求：能自动综合双端数据进行故障测距；能根据记录的电流、电压形成波形，导出各序分量及其向量图、阻抗变化轨迹；具备完善的数据库管理功能。
5故障录波器之配置原则
5.1模拟量和开关量之比为1:3或1:4配置，以保证有足够的通道接入开关量模拟量包含直流电压监测。
5.2必须接入录波器的开关量：按相接入每个开关的辅助接点，设置为在开关有闭合变为分闸时启动录波器；直接作用于跳闸线圈的保护装置的跳闸出口接点，有分相出口的要按相接入；有关的告警信息：高频保护的收、发信信号，DTT信号，差动保护的通道告警信号，保护装置故障信号、失电信号，PT/CT断线信号；主变的非电气量保护仅接入能够跳闸的信号，而大量的告警信号不需要接入。
5.3选用嵌入式的故障录波器，通信控制单元不依赖于硬盘或后台机。
5.4录波器能够按规约方式向录波器主站或保护子站上传录波文件。
5.5配置专用的母线故障录波器，确保一条母线的所有开关接入同一台录波器。
5.6变压器模拟量的接入－四侧。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
5.7一般每两串配一台录波器，如主变直接挂在母线上，可以单独配置一台。
6录波的基础知识点
6.1各种故障情况下的波行特征：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；两相之间故障，两个故障相的电流大小相等，方向相反，没有零序电流；两相接地故障，两个故障相的电流突变增大，但两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60°－180°之间变化，但有零序电流出现；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。
6.2故障过程中的波形特征：故障相电流有明显突变增大，电压有一定程度减小，同时有零序电压和零序电流出现；在故障切除后，电流通道变为一根直线。如果是线路PT，在线路两端故障均切除后故障相电压变为0，零序电流变得很小或为0，但有很大的零序电压；重合成功。三相电流恢复正常负荷电流，三相电压恢复对称。
6.3根据故障录波图能够获得的信息：发生故障的电气元件和故障类型；保护动作时间和故障切除时间；故障电流和故障电压；重合时间以及是否重合成功；详细的保护动作情况；完成附属功能（测距、阻抗轨迹、相量以及谐波分析等）；直流是否正常，是否接地、短路。
7分析录波图的基本方法
7.1大致判断系统发生了什么故障，故障持续时间。
7.2以某一相电压或电流的过零点为相位基准，查看故障前电流电压相位关系是否正确，是否为正相序？负荷角为多少度？
7.3以故障相电压或电流的过零点为相位基准，确定故障态各相电流电压的相位关系。（注意选取相位基准时应躲开故障初始及故障结束部分，因为这两个区间一是非周期分量较大，二是电压电流夹角由负荷角转换为线路阻抗角跳跃较大，容易造成错误分析）
7.4绘制向量图，进行分析。
8简单故障分析基础
8.1基础---对称分量法
8.2单相接地故障：故障相电流与零序电流大小相等，方向相同。故障相电压有大幅度降低，最低接近于零。
8.3相间故障－故障相电压大小相等，相位相同。非故障相电压等于两个故障相电压之和。
8.4明显特征：无零序分量，电流相位基本相反，但数值相等。
8.5两相接地故障：有两相电流突变增大，有零序电流出现。
8.6实例分析：单相接地故障：分析单相接地故障录波图要点、一相电流增大、一相电压降低；出现零序电流、零序电压；电流增大、电压降低为同一相别；零序电流相位与故障相电流同向，零序电压与故障相电压反向；故障相电压超前故障相电流约80度左右，零序电流超前零序电压越110度左右。 对于分析录波图，第四条是非常重要，对于单相故障，故障相电压超前故障相电流80度左右；对于多相故障，则是故障相间电压超前故障相间80度左右；“80度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，也即线路阻抗角。
8.7实例分析：两相短路故障分析
8.7.1两相短路故障典型向量图特点分析：两相电流增大，两相电压降低，没有零序电流、零序电压；电流增大、电压降低为相同两个相别；两个故障相电流基本相反；故障相间电压超前故障相间电流约80度左右；两相短路故障接线错误分析。对照要点分析故障录波图，前三条都满足，但第四条不满足，绘制出向量图以后成了故障相间电压滞后故障相间电流约110度左右。通过分析可以看出保护的A相电流与B相电流接反了，但是由于装置正常运行时负荷电流基本为零，装置不会报警。将A、B两根电流线交换后，第四条变成满足，证明保护装置接线不在有问题。
8.8实例分析：三相短路波形分析：
三相短路分析要点：三相电流变大、三相电压降低；故障相电压超前故障相电流约80度左右； 故障相间电压超前故障相间电流约80度左右。若两相接地短路故障不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。
9关于故障后应该出的信息
9.1单相故障：两套主保护的单相跳闸信号，两套后备保护动作信号，差动动作信号，收信、发信信号，重合闸动作信号，单相接地故障主要区别是，接地故障产生零序电压和电流。
9.2两相及以上故障：两套主保护的三相跳闸信号，两套后备保护动作信号，差动动作信号，收信、发信信号。
10关于负荷潮流与故障电流的相位
10.1对于一个正常运行的输电线路，电流与电压的相位角关系跟线路的有功和无功的方向有关。
10.2任何正方向故障下电流永远滞后于电压，其角度等于线路阻抗角，但受过渡电阻的影响，角度变小。
论文作者:王丛发
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
标签：故障论文; 电流论文; 相电压论文; 电压论文; 相位论文; 信号论文; 动作论文; 《科技新时代》2019年9期论文;