故障录波器及继电保护故障信息系统技术培训课件

故障录波器及继电保护及故障信息管理系统

技术培训骆敬年luo_jn@故障录波器及继电保护及故障信息管理系统

技术培训骆敬年1故障录波器及继电保护故障

信息系统技术培训关于故障录波器：1、故障录波器的功能2、故障录波器的一般工作原理3、评价录波器性能的常用指标4、如何根据波行图判断故障性质5、故障录波器接入数据网方案6、一般设备故障的判断方法故障录波器及继电保护故障

信息系统技术培训2故障录波器之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：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

故障录波器之功能按照电力系统发生故障的不同情况，对应于录波器3故障录波器之功能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量判断出是否无故障跳闸

查明原因，马上恢复送电故障录波器之功能电力系统元件发生不明原因跳闸查明原因，马上恢4故障录波器之功能继电保护装置有不正确动作行为继电保护装置误动造成无故障跳闸系统有故障但保护装置拒动系统有故障但保护动作行为不符合预先设计

利用故障录波器记录下来的保护动作事件量和开关副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

故障录波器之功能继电保护装置有不正确动作行为5故障录波器之原理一般原理框图隔离部件隔离部件模拟通道输入（含高频）事件量输入采样与保持模/数转换计算机控制单元CPU与数据处理单元（DSP)GPS对时信号输出单元存储单元故障录波器之原理一般原理框图隔离部件隔离部件模拟通道输入6故障录波器之原理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。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。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故障录波器之原理录波器起动方式7故障录波器之指标评价录波器的常用指标采样速率－采样速率的高低决定了录波器对高次谐波的记录能力，标准规定不低于5KHz，工程中一般使用3200Hz，即每周波采样64点。A/D转换器位数－A/D转换器的位数决定了录波器记录数据的准确度。高档的录波器使用12位A/D，且每个通道使用一个故障录波器之指标评价录波器的常用指标高档的录波器使用12位A8故障录波器之指标评价录波器的常用指标最大故障电流记录能力录波记录时间故障前故障时故障切除后－非全相时期重合系统振荡稳态数据，一般不小于2周波。高采样速率暂态数据，高采样速率。记录时间0.2秒高速或低速采样，记录时间大于重合闸动作时间重合成功，经预先设定的最大记录时间后停止录波，一般设定2秒重合于故障，重新开始一个记录过程长时间的完整记录，保证数据的完整性故障录波器之指标评价录波器的常用指标稳态数据，一般不小于2周9故障录波器之技术分析波行特征：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。故障录波器之技术分析波行特征：10故障录波器之技术分析根据故障录波图能够获得的信息1、发生故障的电气元件和故障类型2、保护动作时间和故障切除时间3、故障电流和故障电压4、重合时间以及是否重合成功5、详细的保护动作情况6、完成附属功能（测距、阻抗轨迹、相量以及谐波分析等）故障录波器之技术分析根据故障录波图能够获得的信息11故障录波器及继电保护故障信息系统技术培训课件12故障录波器之配置原则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。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变压器模拟量的接入－四侧一般每两串配一台录波器，如主变直接挂在母线上，可以单独配置一台故障录波器之配置原则选用嵌入式的故障录波器，通信控制单元不依13故障录波器之配置原则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必须接入录波器的开关量：按相接入每个开关的副接点，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故障录波器之配置原则模拟量和开关量之比为1:3或1:4配置，14华东电力数据网示意图变电站数据网交换机路由器1路由器2二级网网调主站三级网省（市）调主站地调主站华东电力数据网示意图变电站数据网交换机路由器1路由器2二级网15数据网接入口交换机示意图

数据网接入口交换机示意图

16故障录波器接入数据网方案无保护子站情况下的录波器接入方案 1、同一种型号录波器首先自己连接成网，对于无网络口输出的设备可以通过配置串口服务器转换为网络口。2、通过站内某台录波器的交换机，将故障录波器接入到数据网故障录波器接入数据网方案无保护子站情况下的录波器接入方案17无子站情形下录波器的接入HUBHUB数据网交换机HUB也可能是串口服务器录波器工程师站220kV录波器集中交换机网卡具有独立网口的录波器设备其他输出口的录波器无子站情形下录波器的接入HUBHUB数据网交换机HUB也可能18故障录波器接入数据网方案有保护子站情况下的录波器接入方案 1、每一台录波器均通过网络接入子站交换机，对于无网络口输出的设备可以通过配置串口服务器转换为网络口。2、通过站内子站交换机，将故障录波器接入到数据网故障录波器接入数据网方案有保护子站情况下的录波器接入方案19有子站情况下的录波器接入有子站情况下的录波器接入20华东电力数据网IP地址分配规律华东500kV变电站仅建设二级网，IP地址为10.30开头，供保护使用地址的最后一位为65-123或193-251，65和193一般预留给保护子站使用。凡直接跟电力数据网接口的设备（包括保护管理机、录波器工程师站、串口服务器以及220kV部分的设备等）都必须使用华东网调分配的二级网地址华东电力数据网IP地址分配规律华东500kV变电站仅建设二级21华东电力数据网IP地址分配规律发电厂使用的IP地址属于省市调一级的三级网，各地IP地址的分配规律为：上海：10.31江苏：10.32浙江：10.33安徽：10.34以上地址需发电厂向省市调数据网管理部门申请华东电力数据网IP地址分配规律发电厂使用的IP地址属于省市调22故障录波器系统一般故障的排除方法较多的情况下是远传部分故障。故障录波器系统一般故障的排除方法23故障录波器及继电保护故障

信息系统技术培训关于故障信息管理系统：1、电网事故的一般处理原则2、子站典型接入方案（图）3、功能-定值、信息分类、通信、归档、时间补偿、事故简报、规约转换4、运行维护注意事项5、现在存在问题及将来发展方向故障录波器及继电保护故障

信息系统技术培训24故障信息管理系统背景电网事故的一般处理程序电网事故判断电网事故处理电网事故分析故障信息管理系统背景电网事故判断电网事故处理电网事故分析25电网事故判断电话汇报－现场调度员综合检查站内一次设备动作情况和保护动作情况，结合故障录波图分析后完成。RTU传送到EMS系统中的现场遥测量。继电保护专业的技术支持。电网事故判断电话汇报－现场调度员综合检查站内一次设备动作情况26电网事故分析继电保护专业的技术支持。现场保护的动作信号－－来自于调度员的汇报故障录波器的录波图保护装置内部动作事件报告和动作波行图继电保护故障信息电网事故分析继电保护专业的技术支持。现场保护的动作信号－－来27继电保护故障信息－传统的收集方法电话传真电子邮件缺点：速度慢，受制约多继电保护故障信息－传统的收集方法电话28继电保护故障信息－子站建立的基础微机型装置的普及运用计算机技术的发展以及计算机硬件价格的下降传输通道数量的增加和通信效率的提高子站：完成站内继电保护装置和故障录波器装置等动作信息采集、处理，并按要求向有关的调度主站发送故障数据的装置或系统继电保护故障信息－子站建立的基础微机型装置的普及运用子站：完29子站典型接入方案子站典型接入方案30继电保护故障信息子站－功能信息的采集能够完整接收继电保护装置动作时产生的动作事件报告和故障录波能够调取保护内部的定值和定值区号能够调取保护开入量、开出量状态（需保护支持）能够查询到保护的运行状态（停运或投运）能够调取故障录波器的动作报告能够接受来自于主站的强制召唤命令对指定设备进行通信继电保护故障信息子站－功能信息的采集31继电保护故障信息子站－功能信息的处理规约转换定值比对功能信息分类处理简化录波报告形成事故报告的生成保护装置时间的补偿继电保护故障信息子站－功能信息的处理32继电保护故障信息子站－功能规约转换－根据不同的保护或录波器装置采用相应的通信规约进行通信，并将录波文件转换为COMTRADE格式保存ABB －SPA－BUS，串口AREVA －COURIER,串口GE －GEMODEM，串口SEL －TERMINAL,串口国产保护－103，网口IDM录波器－IDM规约BEN录波器－BEN32继电保护故障信息子站－功能规约转换－根据不同的保护或录波器装33定值比对定值比对34继电保护故障信息子站－功能信息分类处理I类信息－能够直接作用于开关跳闸的保护动作信息以及开关副接点信息II类信息－与保护的运行有关的告警信息III类信息－保护动作过程中的一些事件量信息继电保护故障信息子站－功能信息分类处理35继电保护故障信息子站－功能收取录波文件判断是否故障挑取相应通道，形成新的录波文件继电保护故障信息子站－功能收取录波文件判断是否故障挑取相应通36继电保护故障信息子站－功能事故报告：时间、地点、厂站、设备、故障类型、保护动作情况、重合情况、测距情况继电保护故障信息子站－功能事故报告：时间、地点、厂站、设备、37时间补偿原因－由于保护时间的不一致造成信息无法归档方法－轮询时读取装置的时间然后与子站时间对比后进行补偿时间补偿原因－由于保护时间的不一致造成信息无法归档38继电保护故障信息主站－功能除完成子站的功能外，还应监视各子站及子站与设备的通信情况自动接收子站自动发送上来的保护动作事件量综合两端的动作事件，自动进行故障归档手动进行故障测距计算手动进行继电器特性分析继电保护故障信息主站－功能39报告示例报告示例40特性分析图特性分析图41继电器特性示例继电器特性示例42时间点时刻段号电阻电抗阻抗轨迹进入II段16150.32312.0536.6616250.63310.3435.3816350.9429.52134.0916451.2528.91432.71由II段进入I段3049952.823.63122.313050953.113.97721.903051953.414.08721.723052953.813.99421.793053954.113.82621.823054954.413.77721.823055954.713.71421.98详细阻抗轨迹数据时间点时刻段号电阻电抗阻抗轨迹进入II段16150.323143故障录波器及继电保护故障信息系统技术培训课件44经常发生故障的设备和接口网络线水晶头光电转换器交换机工控机经常发生故障的设备和接口网络线水晶头45存在的问题及今后的发展方向速度慢通信监视手段少，远程诊断困难操作系统安全性低方向：装置化，嵌入式，统一规约的运用 取消管理机，接入监控存在的问题及今后的发展方向速度慢46几张波形两相接地单电源电流方向几张波形两相接地单电源电流方向47故障录波器及继电保护及故障信息管理系统

技术培训骆敬年luo_jn@故障录波器及继电保护及故障信息管理系统

技术培训骆敬年48故障录波器及继电保护故障

信息系统技术培训关于故障录波器：1、故障录波器的功能2、故障录波器的一般工作原理3、评价录波器性能的常用指标4、如何根据波行图判断故障性质5、故障录波器接入数据网方案6、一般设备故障的判断方法故障录波器及继电保护故障

信息系统技术培训49故障录波器之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：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

故障录波器之功能按照电力系统发生故障的不同情况，对应于录波器50故障录波器之功能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量判断出是否无故障跳闸

查明原因，马上恢复送电故障录波器之功能电力系统元件发生不明原因跳闸查明原因，马上恢51故障录波器之功能继电保护装置有不正确动作行为继电保护装置误动造成无故障跳闸系统有故障但保护装置拒动系统有故障但保护动作行为不符合预先设计

利用故障录波器记录下来的保护动作事件量和开关副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

故障录波器之功能继电保护装置有不正确动作行为52故障录波器之原理一般原理框图隔离部件隔离部件模拟通道输入（含高频）事件量输入采样与保持模/数转换计算机控制单元CPU与数据处理单元（DSP)GPS对时信号输出单元存储单元故障录波器之原理一般原理框图隔离部件隔离部件模拟通道输入53故障录波器之原理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。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。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故障录波器之原理录波器起动方式54故障录波器之指标评价录波器的常用指标采样速率－采样速率的高低决定了录波器对高次谐波的记录能力，标准规定不低于5KHz，工程中一般使用3200Hz，即每周波采样64点。A/D转换器位数－A/D转换器的位数决定了录波器记录数据的准确度。高档的录波器使用12位A/D，且每个通道使用一个故障录波器之指标评价录波器的常用指标高档的录波器使用12位A55故障录波器之指标评价录波器的常用指标最大故障电流记录能力录波记录时间故障前故障时故障切除后－非全相时期重合系统振荡稳态数据，一般不小于2周波。高采样速率暂态数据，高采样速率。记录时间0.2秒高速或低速采样，记录时间大于重合闸动作时间重合成功，经预先设定的最大记录时间后停止录波，一般设定2秒重合于故障，重新开始一个记录过程长时间的完整记录，保证数据的完整性故障录波器之指标评价录波器的常用指标稳态数据，一般不小于2周56故障录波器之技术分析波行特征：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。故障录波器之技术分析波行特征：57故障录波器之技术分析根据故障录波图能够获得的信息1、发生故障的电气元件和故障类型2、保护动作时间和故障切除时间3、故障电流和故障电压4、重合时间以及是否重合成功5、详细的保护动作情况6、完成附属功能（测距、阻抗轨迹、相量以及谐波分析等）故障录波器之技术分析根据故障录波图能够获得的信息58故障录波器及继电保护故障信息系统技术培训课件59故障录波器之配置原则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。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变压器模拟量的接入－四侧一般每两串配一台录波器，如主变直接挂在母线上，可以单独配置一台故障录波器之配置原则选用嵌入式的故障录波器，通信控制单元不依60故障录波器之配置原则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必须接入录波器的开关量：按相接入每个开关的副接点，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故障录波器之配置原则模拟量和开关量之比为1:3或1:4配置，61华东电力数据网示意图变电站数据网交换机路由器1路由器2二级网网调主站三级网省（市）调主站地调主站华东电力数据网示意图变电站数据网交换机路由器1路由器2二级网62数据网接入口交换机示意图

数据网接入口交换机示意图

63故障录波器接入数据网方案无保护子站情况下的录波器接入方案 1、同一种型号录波器首先自己连接成网，对于无网络口输出的设备可以通过配置串口服务器转换为网络口。2、通过站内某台录波器的交换机，将故障录波器接入到数据网故障录波器接入数据网方案无保护子站情况下的录波器接入方案64无子站情形下录波器的接入HUBHUB数据网交换机HUB也可能是串口服务器录波器工程师站220kV录波器集中交换机网卡具有独立网口的录波器设备其他输出口的录波器无子站情形下录波器的接入HUBHUB数据网交换机HUB也可能65故障录波器接入数据网方案有保护子站情况下的录波器接入方案 1、每一台录波器均通过网络接入子站交换机，对于无网络口输出的设备可以通过配置串口服务器转换为网络口。2、通过站内子站交换机，将故障录波器接入到数据网故障录波器接入数据网方案有保护子站情况下的录波器接入方案66有子站情况下的录波器接入有子站情况下的录波器接入67华东电力数据网IP地址分配规律华东500kV变电站仅建设二级网，IP地址为10.30开头，供保护使用地址的最后一位为65-123或193-251，65和193一般预留给保护子站使用。凡直接跟电力数据网接口的设备（包括保护管理机、录波器工程师站、串口服务器以及220kV部分的设备等）都必须使用华东网调分配的二级网地址华东电力数据网IP地址分配规律华东500kV变电站仅建设二级68华东电力数据网IP地址分配规律发电厂使用的IP地址属于省市调一级的三级网，各地IP地址的分配规律为：上海：10.31江苏：10.32浙江：10.33安徽：10.34以上地址需发电厂向省市调数据网管理部门申请华东电力数据网IP地址分配规律发电厂使用的IP地址属于省市调69故障录波器系统一般故障的排除方法较多的情况下是远传部分故障。故障录波器系统一般故障的排除方法70故障录波器及继电保护故障

信息系统技术培训关于故障信息管理系统：1、电网事故的一般处理原则2、子站典型接入方案（图）3、功能-定值、信息分类、通信、归档、时间补偿、事故简报、规约转换4、运行维护注意事项5、现在存在问题及将来发展方向故障录波器及继电保护故障

信息系统技术培训71故障信息管理系统背景电网事故的一般处理程序电网事故判断电网事故处理电网事故分析故障信息管理系统背景电网事故判断电网事故处理电网事故分析72电网事故判断电话汇报－现场调度员综合检查站内一次设备动作情况和保护动作情况，结合故障录波图分析后完成。RTU传送到EMS系统中的现场遥测量。继电保护专业的技术支持。电网事故判断电话汇报－现场调度员综合检查站内一次设备动作情况73电网事故分析继电保护专业的技术支持。现场保护的动作信号－－来自于调度员的汇报故障录波器的录波图保护装置内部动作事件报告和动作波行图继电保护故障信息电网事故分析继电保护专业的技术支持。现场保护的动作信号－－来74继电保护故障信息－传统的收集方法电话传真电子邮件缺点：速度慢，受制约多继电保护故障信息－传统的收集方法电话75继电保护故障信息－子站建立的基础微机型装置的普及运用计算机技术的发展以及计算机硬件价格的下降传输通道数量的增加和通信效率的提高子站：完成站内继电保护装置和故障录波器装置等动作信息采集、处理，并按要求向有关的调度主站发送故障数据的装置或系统继电保护故障信息－子站建立的基础微机型装置的普及运用子站：完76子站典型接入方案子站典型接入方案77继电保护故障信息子站－功能信息的采集能够完整接收继电保护装置动作时产生的动作事件报告和故障录波能够调取保护内部的定值和定值区号能够调取保护开入量、开出量状态（需保护支持）能够查询到保护的运行状态（停运或投运）能够调取故障录波器的动作报告能够接受来自于主站的强制召唤命令对指定设备进行通信继电保护故障信息子站－功能信息的采集78继电保护故障信息子站－功能信息的处理规约转换定值比对功能信息分类处理简化录波报告形成事故报告的生成保护装置时间的补偿继电保护故障信息子站－功能信息的处理79继电保护故障信息子站－功能规约转换－根据不同的保护或录波器装置采用相应的通信规约进行通信，并将录波文件转换为COMTRADE格式保存ABB －SPA－BUS，串口AREVA －COURIER,串口GE －GEMODEM，串口SEL －TERMINAL,串口国产保护－103，网口IDM录波器－IDM规约BEN录波器－BEN32继电保护故障信息子站－功能规约转换－根据不同的保护或录波器装80定值比对定值比对81继电保护故障信息子站－功能信息分类处理I类信息－能够直接作