故障錄波器應用研究(一)

二期故障錄波器故障錄波器假設應用研究(1)作者：匿名2008年1月23日193360403:38

頻道：關鍵詞：摘要：在分析故障錄波器應用現狀和存在問題的基礎上，探討了錄波器的發展方向，提出了楊二公司二期故障錄波器的概念和方案關鍵詞：故障錄波器；app應用

0前言

故障錄波器不僅是研究現代電網的基礎，也是評估繼電保護動作、分析設備故障性質和原因的重要依據。性能優異的故障錄波器在保證電力系統安全運行和提高電能質量方面發揮著重要作用。電力故障錄波器已成為記錄電力系統動態過程不可缺少的精密設備。其主要任務是記錄短路故障、系統振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大系統擾動發生后，系統電氣參數的變化過程以及繼電保護和安全自動裝置的動作行為。

1電力系統故障錄波技術要求及故障錄波器的實現

1.1電力系統故障記錄技術要求

電力系統故障動態過程記錄的主要任務是記錄短路故障、系統振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大的系統擾動后，系統電氣參數的變化過程以及繼電保護和安全自動裝置的動作行為。電力系統故障錄波技術要求；

1)當系統發生大擾動，包括遠程故障時，可以根據需要自動記錄擾動的全過程，當系統動態過程基本終止時，自動停止記錄。

2)存儲容量要足夠大。當系統連續發生大擾動時，應能記錄每次大擾動后的全過程數據，并按要求輸出系統電氣參數(1，U，P，Q，F)和前一次擾動后保護裝置和安全自動裝置的動作。

3)記錄的數據可靠安全，符合要求，無失真。記錄頻率(每個工頻周期的采樣次數)和記錄間隔(連續或定期記錄一次)應以每次大擾動的開始為依據，并應滿足不同時期的要求。選擇原則是：

(1)滿足分析數據的要求；

充滿了運營部故障分析和系統分析的需求；

盡可能只記錄和輸出符合實際需要的數據；

各安裝點記錄和輸出的數據應及時同步，以滿足集中處理系統對所有信息的要求。1.2故障記錄器的實現

故障錄波器通常有三種不同的方法實現故障錄波：

1)高速故障記錄

要求記錄線路配電參數動作所涉及的短路故障或系統運行引起的電流和電壓的暫態過程。主要用于檢測新型高速繼電保護和安全自動裝置的動作行為，也可用于記錄系統操作過電壓和可能出現的鐵磁諧振現象。其特點是：采樣速度快，一般采樣頻率不低于5 khz整個記錄時間很短，比如不超過1s。

2)故障動態過程記錄

記錄大擾動引起的系統電流、電壓及其衍生量，如有功功率、無功功率和系統頻率的全過程變化。主要用于檢測繼電保護和安全自動裝置的動作行為，了解系統暫態(動態)過程中系統各種電氣參數的變化規律，檢查電力系統程序和模型參數計算的正確性。其特點是采樣速度低，一般不超過1.0kHz，但記錄時間長，直到頻率大于o.1Hz的瞬態動態過程基本結束才會終止。系統中廣泛使用的各種故障錄波器和事件順序錄波器都屬于這一類。 #p#分頁標題#e#

3)長過程的動態記錄

在電廠中，它主要用于記錄蒸汽流量、蒸汽壓力、閥門位置、有功和無功功率輸出、轉子轉速或頻率以及主機的勵磁電壓；在變電站中，它用于記錄主線路的有功潮流、母線電壓和頻率、干式變壓器的分接頭位置以及自動裝置的動作行為。其特點是采樣速度低(每幾秒鐘一次)，整個過程時間長。

2故障錄波器的發展歷史、應用現狀及存在的問題

20世紀60年代末，我電力系統開始應用基于光電轉換原理的故障錄波器，120膠片作為記錄載體。自20世紀80年代中期以來，隨著計算機技術引入繼電保護領域，微機故障錄波器發展迅速，成為電網故障信息記錄的主力軍，在許多重大事故的調查分析中發揮著重要作用。雖然微機故障錄波器的數據記錄性能有了很大提高，但光電故障錄波器存在記錄環節多、容量小、無時間刻度、無記憶能力、數據讀取誤差大等問題。具有記憶功能強、存儲容量大、故障定時、故障類型判別、故障參數和事件序列記錄、遠程數據傳輸和方便后臺分析等特點，得到了極大的發展。但是，從長期的運行實踐和目前故障錄波器實現故障錄波的三種不同方法來看，仍然存在以下問題：

2.1基本問題

1)數據采集設備集中布置，采集各種電參數需要大量的二次電纜，不僅造成資源的大量浪費，而且增加了PT和CT的負擔，直接影響數據記錄的準確性。

2)錄波方法不一致，全網各點錄波器時間參考系統不同，不便于統一分析和統計查詢。

3)數據輸出方式簡單，交換接口層次多，交換速率低，協議不統一，不便于組網、數據遠程傳輸和綜合分析。

4)不方便與其他故障分析設備交換數據。

5)缺乏對實時數據和矢量的監控手段。

2.2瓶頸問題

傳統的故障錄波器利用記憶周期記錄采樣數據。記錄周期為秒，根據故障啟動元件的啟動，通過通信網絡將故障數據存儲在永久存儲介質上。因此，筆者認為故障錄波器記錄故障

1)內存容量

常規故障錄波器的內存容量為MB級。當系統發生多次擾動，同時啟動元件多次啟動時，內存容量的限制易導致丟失錄波數據。

2)啟動元件

啟動元件是故障錄波器的核心元件，如果啟動元件在故障時不能啟動，則無法捕捉到故障數據，故障錄波器失去實用性。如啟動元件配置的靈敏度過高，導致錄波器啟動頻繁，在通訊網采用慢速通道時，容易引起故障錄波數據丟失。

3)通訊網速度

①從內存到永久存儲介質的速度。這個指標對啟動元件頻繁啟動時，是否丟失錄波數據起決定性作用。

②從本地到故障錄波管理機的數據傳輸速度。這個指標對快速分析故障，提高分析故障的速度異常重要。#p#分頁標題#e#

2．3關鍵問題

1)啟動的同時性

隨著機組容量的不斷增大，系統和廠用電的配置也越來越復雜，進入故障錄波裝置的量也越來越多，而每個錄波單元的容量是一定的，因此目前普遍采用了多套錄波單元的做法。但多套錄波單元啟動的同時性問題一直未能很好的解決：要么多套錄波單元不能同時啟動；要么采用級聯、擴展的方法實現多套啟動，但在啟動時間上存在明顯差異，給故障的分析帶來了極大的不便。

2)錄波的真實性

傳統錄波裝置通常以全波傅立葉算法計算每周波(20ms)的電壓、電流的幅值／相位，其采樣與電力系統頻率(50Hz)同步，但無自適應頻率變化采樣功能。而電力系統出現短路故障時，往往含有豐富的高次諧波分量，裝置此時若仍以50Hz的倍頻同步采樣的話，必將造成波形的嚴重失真。

而其中如何確定合適的啟動判據，如何同時啟動一套系統的多個單元更是常規故障錄波器技術上的關鍵和難點，其已經成為影響故障錄波實現的頑疾。