继电保护故障分析方法

1、2022-5-241继电保护事故分析方法及案例事故分析目的 为故障查找提供支持为故障查找提供支持 检验配置的保护性能，保护方案的检验配置的保护性能，保护方案的合理性合理性 对不正确的动作行为吸取教训，避对不正确的动作行为吸取教训，避免类似的情况出现免类似的情况出现事故分析基本方法简介 利用故障录波报告进行分析利用故障录波报告进行分析 事故后检验事故后检验 利用其它系统的相关数据利用其它系统的相关数据 信息的综合分析信息的综合分析故障查找方法简介 顺序查找 逆序查找 整组传动 不宜轻易动回路或装置及插件 正确的检验方法2022-5-244故障查找说明故障查找说明2022-5-245利用故障录波报

2、告进行分析利用故障录波报告进行分析简介简介 故障录波报告是进行继电保护分故障录波报告是进行继电保护分析最重要的分析依据之一析最重要的分析依据之一 由专用的故障录波获得由专用的故障录波获得 由继电保护自身记录的故障报告由继电保护自身记录的故障报告获得获得 应当重视故障录波图的分析应当重视故障录波图的分析故障录波器的故障录波数据 高压部分母线电压、各支路的故障电流高压部分母线电压、各支路的故障电流 相关的断路器动作时间和保护动作时间信相关的断路器动作时间和保护动作时间信息息 配套计算分析工具 故障录波器更侧重于对厂站内的系统进行故障录波器更侧重于对厂站内的系统进行故障信息记录故障信息记录 利用故障

3、录波数据可对事故整体情况进行利用故障录波数据可对事故整体情况进行掌握，是事故分析最重要的数据之一。掌握，是事故分析最重要的数据之一。2022-5-2482022-5-2492022-5-2410保护装置动作报告 详细的记录了保护装置本身的动作信息详细的记录了保护装置本身的动作信息 典型信息：动作时间、动作元件、动作相典型信息：动作时间、动作元件、动作相别、动作时故障量大小，保护装置感受的别、动作时故障量大小，保护装置感受的故障电压及电流，相关开入量及开出量状故障电压及电流，相关开入量及开出量状态等态等 相关事故分析配套软件 侧重于装置的动作行为分析，对于涉及装置的事故分析尤为重要录波器和保护装

4、置录取波形的区别录波器和保护装置录取波形的区别 信息量的对象不同：局部和全局，振荡分析 录波器的波形时钟统一，更具可比性 信息量不同：容量、长度等 精度不同，谐波，暂态量等 侧重不同事故后检验简介 单体检验单体检验 整组试验整组试验 二次通流、加压试验二次通流、加压试验 故障回放：将故障录波数据通过继电保护故障回放：将故障录波数据通过继电保护测试仪或放大器等进行故障回放来进行检测试仪或放大器等进行故障回放来进行检验。对于涉及振荡、饱和、特殊故障等可验。对于涉及振荡、饱和、特殊故障等可采用采用利用其它系统的相关数据利用其它系统的相关数据 典型的是通过监控系统 SOE（事故顺序记录） PMR（事故

5、追忆） 继电保护故障信息系统 行波测距系统 PMU 其它监控2022-5-2415信息综合判断 有效性分析，和一次系统结合分析。有效性分析，和一次系统结合分析。 然后根据各种断路器或保护动作情况得到然后根据各种断路器或保护动作情况得到一个正确的动作时序图，对事故发生过程一个正确的动作时序图，对事故发生过程的总体进行掌握。的总体进行掌握。 对于确定动作不正确的保护则通过其自身对于确定动作不正确的保护则通过其自身的动作报告进行详细分析。的动作报告进行详细分析。 通过监控或调度自动化系统取得其它数据 确定是否装置或回路或系统整定配合等原因，便于故障查找和分析故障录波图分析基本步骤 故障前录波分析：负

6、荷大小情况，是否正故障前录波分析：负荷大小情况，是否正相序，负荷角，一次接线运行情况（母相序，负荷角，一次接线运行情况（母差），通道情况差），通道情况 装置启动：启动原因，启动时前定值和开装置启动：启动原因，启动时前定值和开关量情况，启动后开入变化情况关量情况，启动后开入变化情况 故障性质及总体判断：结合故障分析知识故障性质及总体判断：结合故障分析知识判断故障性质，保护跳闸情况、开关动作判断故障性质，保护跳闸情况、开关动作情况、开入变化情况情况、开入变化情况故障录波图分析基本步骤 保护动作情况分析：动作元件、相别、故保护动作情况分析：动作元件、相别、故障量、收发信情况、联闭锁变化等。障量、收发

7、信情况、联闭锁变化等。 监控系统情况分析：故障前系统潮流和负监控系统情况分析：故障前系统潮流和负荷及接线情况，故障前异常信息（保护、荷及接线情况，故障前异常信息（保护、开关、通道等等），故障开关、通道等等），故障SOE信息信息 其它辅助信息，根据需要收集分析。注，其它辅助信息，根据需要收集分析。注，检修期间出问题还应查看相关安全措施记检修期间出问题还应查看相关安全措施记录、工作记录等等。录、工作记录等等。故障录波图分析有关问题 时标时标 由于工频是由于工频是50HZ，同期是，同期是20mS，所以，所以，大部分录波图都会把时标定为大部分录波图都会把时标定为20mS或或40mS。 故障发生起始时间

8、：录波启动时间和保护启动时间并不绝对相同 定义基准时刻：一次发生故障或异常时刻可作为参考时间起点。故障录波图识图 比例尺比例尺 ：如5A 量出最大值，有效值需除以除以2 通过故障录波分析软件可以知道任意时刻瞬时值及有效值。 需注意故障期间非周期分量影响，注意谐波的影响。 其它分析软件也可用于分析，matlab.故障录波图识图 相位分析相位分析 ：找基准相量，给定参考点（一般峰值或过零点），在一个周波内找出时间差，换算为相位差；零点选择+到-或-到+ 相位分析作用：有关方向保护、差动保护、距离保护、选相元件等分析。 对零序有关保护：3U0，3I0，外接零序；部分厂家会对3I0做反相处理。 1ms

9、18度，5ms90度 录波分析工具直观显示故障录波图识图 开关量波形 ：记录开入量变化时间 每路开关量用一根竖线表示，虚线或细线表示断开，实线或粗线表示闭合，和电气量波形共用时标 也有厂家把开关量时标独立出来的，即在开关量有变化的地方标示出变化这一刻的相对时间（相对录波起动时刻） . 保护动作报告：应注意开入变化、返回情况故障录波图识图 结合系统进行分析 系统运行方式、结构、潮流的变化 在在050 mS内，内，IA电流维持在电流维持在11.2A左右，左右，而而IB、IC在在43 mS时由时由1.3A变为变为0了对侧了对侧开关在这一刻跳开了。开关在这一刻跳开了。 发信接点变为断开了，收信接点还在

10、闭合发信接点变为断开了，收信接点还在闭合状态呢对侧保护还在发信。状态呢对侧保护还在发信。 母联断路器都断开了，母联母联断路器都断开了，母联TA还有电流波还有电流波形，短路发生在母联断路器和形，短路发生在母联断路器和TA之间。之间。 故障录波图识图 零序电流在故障开始后略微增加或减少，对侧跳闸导致本侧零序发生变化。 本侧电流在对侧跳开后由于功率倒向发生变化 电压应注意采用母线PT还是线路PT 变压器涌流识别，电动机启动电流考虑 负荷转移情况单相接地短路故障录波图分析 分析单相接地故障录波图要点：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、一相电流增大，一相电压降低；出

11、现零序电流、零序电压。零序电压。 电流增大、电压降低为同一相别。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。故障相电压反向。 故障相电压超前故障相电流约故障相电压超前故障相电流约80度左右；零序度左右；零序电流超前零序电压约电流超前零序电压约110度左右。度左右。单相接地短路故障录波图分析 符合第符合第1条的一张录波图时，基本上可以确条的一张录波图时，基本上可以确定系统发生了单相接地短路故障；定系统发生了单相接地短路故障； 若符合第若符合第2条可以确定电压、电流相别没有条可以确定电压、电流相别没有接错；接错；

12、符合第符合第3条、第条、第4条可以确定保护装置、二条可以确定保护装置、二次回路整体均没有问题次回路整体均没有问题 （不考虑电流电压同时接错） 若单相接地短路故障出现不符合上述条件若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。是否存在问题。 典型的故障录波图及相量图典型的故障录波图及相量图 两相短路故障录波图分析 分析两相短路故障录波图要点：分析两相短路故障录波图要点：1、两相电流增大，两相电压降低；没有零、两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。序电流、零序电压。2、电流增大、电压降低为相同两个相别。、电流

13、增大、电压降低为相同两个相别。3、两个故障相电流基本反向。、两个故障相电流基本反向。4、故障相间电压超前故障相间电流约、故障相间电压超前故障相间电流约80度度左右。左右。典型录波图及相量图波形分析示例 问题：故障相间电压滞后故障相间电流约问题：故障相间电压滞后故障相间电流约110度左右度左右 保护的保护的A相电流与相电流与B相电流接反了，但由于装置正常相电流接反了，但由于装置正常运行时负荷电流基本为零，装置不会报警运行时负荷电流基本为零，装置不会报警 两相接地短路故障录波图分析 分析两相接地短路故障录波图要点：分析两相接地短路故障录波图要点：1、两相电流增大，两相电压降低；出现零、两相电流增大

14、，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。序电流、零序电压。2、电流增大、电压降低为相同两个相别。、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。、零序电流向量为位于故障两相电流间。4、故障相间电压超前故障相间电流约、故障相间电压超前故障相间电流约80度度左右；零序电流超前零序电压约左右；零序电流超前零序电压约110度左度左右。右。典型的故障录波图及相量图典型的故障录波图及相量图三相短路故障录波图分析 分析三相短路故障录波图要点：分析三相短路故障录波图要点：1、三相电流增大，三相电压降低；没有零、三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。序电流、零序电压。2、

15、故障相电压超前故障相电流约、故障相电压超前故障相电流约80度左右；度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右度左右典型的故障录波图及相量图典型的故障录波图及相量图Y/-11变压器侧两相短路故障录波图分析 以侧（低压侧）以侧（低压侧）AB两相短路为例两相短路为例 保护安装处相量图保护安装处相量图Y/-11变压器侧两相短路故障录波图分析 变换到高压侧（正序和负序变换规律不同）Y/-11变压器侧两相短路故障录波图分析从向量图我们可得到变压器低压侧两相短路时，高从向量图我们可得到变压器低压侧两相短路时，高压侧全电压、全电流的特点：压侧全电压、全电流的特点：1

16、、短路滞后相电流与其他两相电流方向相反，且、短路滞后相电流与其他两相电流方向相反，且大小为其他两相电流的大小为其他两相电流的2倍。倍。2、短路滞后相母线故障残压非常小，接近为零。、短路滞后相母线故障残压非常小，接近为零。3、非故障相电压与短路超前相电压大小相等，方、非故障相电压与短路超前相电压大小相等，方向相反。向相反。有关问题 在构成变压器电压闭锁电流保护时，由于高压在构成变压器电压闭锁电流保护时，由于高压侧电压闭锁电流保护要作为低压侧电压闭锁电侧电压闭锁电流保护要作为低压侧电压闭锁电流保护的后备保护，可是从向量图我们知道如流保护的后备保护，可是从向量图我们知道如果高压侧电压闭锁量采用三个接

17、于线电压的低果高压侧电压闭锁量采用三个接于线电压的低电压继电器，将不能可靠的开放保护，造成拒电压继电器，将不能可靠的开放保护，造成拒动，实现不了对低压侧的后备作用。动，实现不了对低压侧的后备作用。 常采用负序继电器加一个接于相间的低电压继常采用负序继电器加一个接于相间的低电压继电器构成复合电压继电器来实现闭锁。从而提电器构成复合电压继电器来实现闭锁。从而提高保护的灵敏性。高保护的灵敏性。分析示例分析示例说明分析变压器低压侧两相短路故障录波图要点：分析变压器低压侧两相短路故障录波图要点：1、低压侧两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。2、低压侧电流流增大、电压降低为相同两个相别。3、低压侧两个故障相电流基本反向。4、高压侧短路滞后相电流与其他两相电流方向相反，且大小为其他两相电流的2倍左右