变电站故障录波装置培训课件

变电站故障录波装置培训课件演示文稿当前1页，总共73页。变电站故障录波装置培训课件当前2页，总共73页。

教学重点：

故障录波装置的硬件构成；故障录波装置的操作说明；典型故障波形的分析。教学目的：通过学习，使学员对故障录波装置的应用、发展有简单了解，并在此基础之上理解、掌握故障录波装置的硬件构成、装置各部分的操作方法。并通过典型故障波形的分析，使大家具备初步分析故障波形的能力。当前3页，总共73页。1234概述故障录波装置的硬件构成录波装置的操作说明典型波形的分析当前4页，总共73页。一、故障录波装置的应用场所第一节概述

故障录波装置主要用于发电厂、220KV及以上变电所和110KV重要变电所，便于分析电力系统故障及继电保护和安全自动装置在事故过程中的动作情况，迅速判断线路故障的位置当前5页，总共73页。二、故障录波装置的作用（1）为正确分析事故原因、及时处理事故提供重要依据。（2）帮助寻找故障点，加快处理事故进程，减轻巡线人员劳动强度。

根据装置记录的数据或波形，可以推算出一次电流、电压数值，由此计算出故障点位置，使巡线范围大大缩小，省时、省力，对迅速恢复供电具有重要的作用。当前6页，总共73页。（3）分析评价继电保护及自动装置的动作情况，及时发现设备缺陷，以便消除事故隐患。

根据录波资料，可以正确评价继保和自动装置工作情况（正确动作、误动、拒动），同时，真实记录了断路器的情况（跳、合闸时间，拒动、跳跃、断相等），可发现断路器存在的问题，消除隐患。实际上，故障录波装置就是用二次值反映一次系统的实际运行工况，是缩小了的一次电力系统。一次系统的所有状况理论上都可以在故障录波装置上分析出来。）当前7页，总共73页。（4）了解系统运行情况，迅速处理事故。从故障录波图的电气量变化曲线，可以清楚地了解电力系统的运行情况，并判断事故原因，为及时、正确处理事故提供依据。当前8页，总共73页。三、故障录波装置的发展

第一阶段机械—油墨式故障录波装置第二阶段机械—光电式故障录波装置第三阶段微机—数字式故障录波装置1、故障录波装置经历三个阶段：当前9页，总共73页。2、微机故障录波装置主要优点（1）功能完整，自成体系。

录波器具有16路模拟量输入、32路开关量输入，还可以构成故障录波屏，具有扩展灵活、工作相对独立的特点（2）软件启动录波。（3）录波时间长，录波完整、不间断。

当前10页，总共73页。（4）具有完善的智能化打印绘图功能。

打印输出时能够对录波数据进行分析，自动确定绘图比例，自动选择电气量有变化的部分。打印输出的信息报告内容包括故障时刻、故障元件、故障地点、故障类型、自动重合闸动作情况、开关量动作顺序等。（5）故障录波数据后期处理。

对故障录波后的数据，可在机上用专用的软件进行离线处理。可对录波数据全过程模拟量的每一部分及开关量进行放大、缩小、定格、重新排列、打印输出等，还可远传录波数据到调度中心进行分析处理。当前11页，总共73页。（6）掉电保护功能。掉电时，实时时钟及录波数据等信息不丢失。（7）人机对话功能。定值、时钟和各种操作指令均可通过面板上按键和显示器进行直接的观察和操作。当前12页，总共73页。四、故障录波装置的配置考虑：便于分析事故、便于寻找故障点、便于了解系统中的主要设备、便于监视系统中的主要设备。一般330KV及以上线路每回装一套220KV线路2-3回装一套110KV重要变电所出线3-4回装一套。当前13页，总共73页。第二节故障录波装置硬件构成一、主要技术指标：模拟量输入信号：可选择配置16路、32路、48路、64路、80路、96路模拟量。开关量输入信号：可选择配置32路、64路、96路、128路、160路、192路开关量，为空节点输入。也就是说一块板子可以配置16路模拟量和32路开关量，在现场我们可以根据现场需要采集的模拟量和开关量数量，选配不同数量的板子。成庄110kV站分别配置了4块模拟量和开关量输入板，分别为AI0、AI1、AI2、AI3和DI0、DI1、DI2、DI3。但实际上站内需要接入的信号只有模拟量48路，开关量96路，所以分别备用了1个模拟量和一个开关量板子，可以用于将来的扩展和更换用。实际接入信号如下表所示：当前14页，总共73页。模拟量（共48路）1110kVI段Ua2110kVI段Ub3110kVI段Uc4110kVI段3Uo5110kVII段Ua6110kVII段Ub7110kVII段Uc8110kVII段4Uo9电压3Ua10电压3Ub11电压3Uc12电压33Uo13157Ia14157Ib15157Ic161573Io17156Ia18156Ib19156Ic201563Io21153Ia22153Ib23153Ic241533Io25155Ia26155Ib27155Ic281553Io29154Ia30154Ib31154Ic321543Io33备用Ia34备用Ib35备用Ic36备用3Io37分段电流Ia38分段电流Ib39分段电流Ic40分段电流3Io41备用电流1Ia42备用电流1Ib43备用电流1Ic44备用电流13Io45备用电流2Ia46备用电流2Ib47备用电流2Ic48备用电流23Io当前15页，总共73页。开关量（共96路）1157断路器位置2157保护跳闸3157重合闸动作4157装置报警5157保护装置异常6

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9156断路器位置10156保护跳闸11156重合闸动作12156装置报警13156保护装置异常14

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17153断路器位置18153保护跳闸19153重合闸动作20153装置报警21153保护装置异常22

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25155断路器位置26155保护跳闸27155重合闸动作28155装置报警29155保护装置异常30

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33154断路器位置34154保护跳闸35154重合闸动作36154装置报警37保护装置异常38

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41150断路器位置42150保护跳闸43150重合闸动作44150装置报警45150保护装置异常46

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65110KV母线保护装置66110KV母线保护装置67110KV母线保护装置68110KV母线保护装置69110KV母线保护装置70110KV母线保护装置71110KV母线保护装置72110KV母线保护装置73110KV母线保护装置74110KV母线保护装置75

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当前16页，总共73页。启动方式：相电流越限；相电压欠压、过压越限；相电压、零序电压突变量；相电流突变量；正序、负序、零序分量启动；频率越限；电流变差启动；开关量变位启动；手动启动；远方启动。工作环境：正常工作温度：0℃至+45℃；极限工作温度：-10℃至+50℃。当前17页，总共73页。硬件构成

硬件系统全部采用模块化设计，装置硬件主要由前置机、后台机、变送箱三部分组成。当前18页，总共73页。故障录波屏前视图当前19页，总共73页。故障录波屏后视图当前20页，总共73页。故障录波屏端子排图-模拟量端子排当前21页，总共73页。故障录波屏端子排图-开关量端子排当前22页，总共73页。1、前置机

前置机采用插件式结构，包括管理CPU板、智能A/D板、开关量输入板、装置信号板、电源板。每块A/D板可管理16路模拟量和32路开关量。A/D板的数量可根据用户不同的要求而配置，前置机最多可管理6块A/D板。前置机主要用以实现数据采集、数据预处理、存储管理、启动判断、频率跟踪、同步时序控制、时钟管理及通过同步串行口与后台数据处理部分的通讯功能等。当前23页，总共73页。前置机照片（前后，后面重点说接入信号）当前24页，总共73页。智能A/D采样模块

输入装置的模拟量和开关量信号分别经电磁隔离和光电隔离进入前置机，由智能A/D板完成对模拟量和开关量的数据采集、预处理并通过双开RAM实现与管理CPU之间的数据交换。当前25页，总共73页。管理板模块管理CPU板为数据管理机，带有一个大容量掉电保持RAM，主要完成部分故障启动判断、故障数据存储管理、通讯管理等功能。当前26页，总共73页。通讯模块通讯板是前置机与后台机之间进行数据交换的桥梁，通过通讯板的同步串口，完成两者之间的数据交换。当前27页，总共73页。2、后台机后台机采用工控机并加扩展的通讯板组成。是故障录波器的数据处理和交换中心，主要完成数据的分析及处理、数据存盘、故障测距、故障分析结果打印、数据远传、向上级站联网通讯、通讯规约转换及数据格式转换等功能。除此之外还具有以下基本菜单功能：系统配置、时钟设置、变比校正、参数设置、定值设定、故障记录查询、实时模拟量波形显示、实时开关量显示、通道整定、启动量屏蔽等。当前28页，总共73页。后台机照片当前29页，总共73页。第三节故障录波装置的操作说明3.1前置机使用说明3.2后台机使用说明3.3系统配置及参数设置当前30页，总共73页。前置机前面板图当前31页，总共73页。前置机背视图当前32页，总共73页。3.2后台机使用说明主要功能选项包括：实时监视、故障分析、时钟设置、参数设置、通道整定。当前33页，总共73页。模拟量实时监测当前34页，总共73页。开关量实时监测当前35页，总共73页。故障分析对录波数据进行全面的分析处理是后台软件的重要功能之一，分析处理的主要内容包括：故障前后模拟量、开关量、有功、无功、系统频率的波形显示，时间标尺显示，故障过程分析，任一时刻的有效值、瞬时值、谐波、相位、序分量、频率、有功、无功、视在功率的显示等。这些功能的实现能够满足事故后现场技术人员对故障分析处理的需要。当前36页，总共73页。故障分析界面当前37页，总共73页。故障查询界面故障查询系统提供四种故障查询的方法，供用户方便的进行故障检索：当前38页，总共73页。1）直接打开故障文件：所有故障文件都存放于C盘固定文件夹中，故障文件是以故障发生的时间来命名的，通过故障发生时间来提取故障文件；2）根据故障档案进行故障查询：故障发生后，系统将故障分析的结果形成一条简要的档案记录，归入故障档案文件中，具体包括线路名称、故障类型等，通过故障档案可以提取故障文件；3）按日期进行故障查询：可以按照故障日期以及时间范围的方式来查找故障文件；4）按跳闸选择故障：将设置时间范围内，具有断路器跳闸的故障文件筛选出来，供故障查询。当前39页，总共73页。显示切换显示切换当前40页，总共73页。1）模拟量波形分析：显示故障前后模拟量波形；2）开关量波形分析：显示故障前后开关量波形；3）有功功率波形分析：显示故障前后有功功率波形；4）无功功率波形分析：显示故障前后无功功率波形；5）系统频率波形分析：显示故障前后频率变化波形；6）故障分析：显示故障分析结果。包括：故障发生日期，故障启动量，故障前电压、电流的有效值，故障后第一周波电压、电流有效值。当前41页，总共73页。图像操作图像操作当前42页，总共73页。显示方式显示方式当前43页，总共73页。向量分析相量分析当前44页，总共73页。单端测距单端测距当前45页，总共73页。3.3系统配置及参数设置参数设置选项包括：系统配置、模拟量、开关量、线路参数、序分量、其它、串口。当前46页，总共73页。系统配置系统配置当前47页，总共73页。模拟量设置模拟量参数设置当前48页，总共73页。开关量设置开关量参数设置当前49页，总共73页。线路参数设置界面线路参数设置当前50页，总共73页。序分量设置界面序分量设置当前51页，总共73页。在讲故障分析之前，大家先看几张典型的故障录波图，毕竟后续所有的故障分析都是在这几张图上进行的，或是在这个平台上进行的。第四节故障录波装置的应用模拟量录波图当前52页，总共73页。开关量录波图当前53页，总共73页。故障分析报告当前54页，总共73页。故障分析报告当前55页，总共73页。故障分析报告当前56页，总共73页。故障分析报告当前57页，总共73页。

故障波形图中读取准确事件时间

故障分析简报根据相关量的开入时刻给出了各事件发生的时间。由保护自动给出的分析报告，有时并不十分准确。如断路器跳开或合上时间，一般来自断路器位置触点。断路器位置触点与主触头并不精确同步，会有一定时差。此外，给出的信息不一定完整。

因此往往需要从波形图中直接读取各事件的相对时间，即以电流或电压波形变化比较明显的时刻为基准，读取各事件发生的相对时间。因为电流变大和电压变小时刻可较准确判断为故障已发生;故障电流消失和电压恢复正常的时刻可判断为故障已切除。以以下故障波形图为例说明读取准确事件时间的方法。四、故障录波图读图方法当前58页，总共73页。A故障持续时间为从电流开始变大或电压开始减低开始到故障电流消失或电压恢复正常的时间,故障持续时间60ms。当前59页，总共73页。B保护动作时间是从故障开始到保护出口的时间,即从电流开始变大或电压开始降低，到保护输出触点闭合的时间，保护动作最快时间为15ms。当前60页，总共73页。C开关跳闸时间是从保护输出触点闭合到故障电流消失的时间。开关跳闸时间为45ms。一般不用断路器位置触点闭合或返回信号。当前61页，总共73页。D保护返回时间是指故障电流消失时刻到保护输出触点断开的时间，保护返回时间为30ms。当前62页，总共73页。E合闸装置出口动作时间是从故障消失开始计时到发出重合命令(重合闸触点闭合)的时间，重合闸动作时间为862ms。当前63页，总共73页。F开关合闸时间是从重合闸输出触点闭合到再次出现负荷电流的时间，断路器合闸时间为218ms。一般不用断路器位置触点闭合或返回信号。当前64页，总共73页。t当前65页，总共73页。故障录波图关键数据的读取方法以上介绍的是波形图中时间的读取方法，实际上各模拟量的有效值、相位等，利用微机电力故障录波装置提供的波形查看功能，可以很简单的读出来。在现场应用中，实际上一些基本信息的读取通过故障录波分析软件的分析处理后是非常便捷的。在故障发生后，可以通过故障录波装置自动生成的故障分析报告中获得准确相应故障的关键信息，包括：故障时间、保护动作情况、故障相别及类型、故障电流、故障测距、重合闸动作情况等，这样可以更快地对故障情况作出准确判断利于下一步的事故处理；当前66页，总共73页。2016年06月04日22时01分02秒，成庄110kV站后台监控机告警：110kV成中II回155开关电流差动保护动作，开关由合到分；通过查看南瑞后台机故障录波及110kV专用故障录波器，发现故障相别为A相，测距为2.2kM，通过分析故障前后数据变化：成中II回155开关A相电流由故障前的0.42A变为故障后的42.48A，B、C相变化不明显。110KVII段母线A相电压由故障前的59.14V变为故障后的37.95V,母线的3U0值由故障前的0.04V变为故障后的70.31V。22时24分38秒，根据电调命令试送155开关，试送成功。当前67页，总共73页。变比（300/5）IA（A）IB（A）IC（A）3I0（A）故障前0.42（25.2）0.43（25.8）0.42（25.2）0.01故障后42.48（2548.8）3.37（202.2）3.83（229.8）35.51当前68页，总共73页。

分析故障录波图的基本方法

当保护屏处打印出一故障波形图时，应该首先观察波形图的全貌，再判断故障类型、保护的动作行为、断路器的动作行为及故障的持续时间等信息，写出简要的故障分析报告。由于故障波形图载有大量的故障信息，还可以详细地分析电流、电压波形特点及其变化过程，从中得到对查找事故有用信息。当前69页，总共73页。

分析故障录波图的基本方法我们将波形图分析方法简单归纳为以下步骤：

1、首先要通过前面所学过的知识大致判断系统发生了什么故障，故障持续了多长时间；

2、以某一相电压或电流的过零点