保护动作报告及故障录波图的识别

常见故障波形图的关键点识别及分析【电源⽹】本⽂以常见事故波形图为例，介绍故障波形图⼏个关键点识别和分析⽅法，从中了解相关故障信息和保护等设备的动作⾏为，以便快速帮助管理部门确定故障性质和制定事故处理⽅案，及时恢复送电。

⽬前，国内的⾼压或超⾼压保护对于多数的故障均可以做到在0.1S以内切除故障，甚⾄可以达到⼏个毫秒，故障过程是⾮常短暂的。

但各种故障被切除后，根据《电⼒⽣产事故调查规程》规定在⼀定时间范围，必须明确故障设备是否能否恢复送电，超时否则算电⽹事故处理。

为此需要了解故障前及故障时的全过程，判断事故性质。

其中最有效、最直接的⽅法是快速读懂故障波形图来了解故障发⽣的全过程。

即了解故障过程中电流、电压幅值和相位，故障性质、故障的持续时间，以及保护、断路器的动作时间等信息。

⼀、故障波形图录取现状电⼒系统的各种故障信息必须通过专⽤故障录波器或保护本⾝动作报告记录。

⽬前现场采⽤的均是微机保护和微机故障录波器，它主要由故障启动、信息数据采集、存储分析及波形输出等部分组成。

不论是保护或是专⽤的故障录波器启动主要是利⽤故障特征明显的电⽓量来启动⼯作，⼀般的启动量有电流、电压突变量启动，电流、电压越限启动，频率变化量启动及开关量启动等。

采集到的信息数据⼀般不作滤波处理，尽可能地保持故障信息真实性和实时性。

信息数据主要有两种类型，⼀种为记录电流、电压瞬时值的交变信号，⼀种为反映正负跃变的开关量信号。

为了便于分析故障，信息数据⼀般包括故障前的⼀部分和故障的全过程，反映电流、电压变化的瞬时值波形及反映电位变化的开关量均采⽤同⼀时标绘制。

输出部分包括简要分析报告、重要故障信息数据及故障全过程波形图、输出波形的幅度及多少可根据需要在显⽰和打印输出时设定。

⼆、关键点识别与分析在现场使⽤的保护⽣产长家较多，型号亦很多，各种型号的保护故障波形图结构不尽相同，标注信息的⽅式也差别很⼤，但归结起来可以分为两⼤部分，第⼀部分是故障分析简报，第⼆部分为故障波形图信息。

某110kV变电站主变差动保护动作分析及处理摘要：本文通过对某110kV变电站主变差动保护动作情况的介绍，分析主变差动保护动作的原因和检查处理，对分析主变差动保护动作提供了借鉴经验，对涉及变电站改造或者CT更换起到很好的警醒目的。

关键词：变电站；主变差动保护；CT极性；分析；处理一、事件发生前情况110kV变电站Ⅰ段母线由110kV苏功线供电运行，Ⅱ段母线由110kV永漕功线供电运行，1号主变运行，2号主变运行，母联112断路器检修。

二、异常事件分析（一）异常信号：14:50:39.870<110kV变电站>故障录波装置启动有效；14:50:39.885<110kV变电站>主变差动保护跳闸报警；14:50:39.918<110kV变电站>102断路器开关分位有效；14:50:39.937<110kV变电站>909断路器开关分位有效；14:50:43.883<110kV变电站>直流系统交流故障报警。

（二）保护装置动作报告：保护动作过程:故障发生后23ms，比率差动保护动作110kV2号主变高压侧102断路器、低压侧909断路器跳闸。

故障录波波形如下：主变高低压侧电流主变高低压侧电压波形（三）检查及分析过程：1.首先重点对变压器本体、瓦斯保护、母线槽盒外观进行详细检查，检查未发现异常。

2.对变压器绝缘油取样进行化验分析，试验数据如下：通过油化试验数据分析，油化试验结果满足规范要求，排除变压器内部故障。

3.对保护动作报告及故障录波波形进行分析：(1)故障录波波形显示：故障时，主变高压侧A、B、C三相均有故障电流，B相故障电流是A、C相2倍，方向与A、C相相反。

主变低压侧a、b相有故障电流，故障电流大小相等，方向相反。

主变接线方式为Yd11，根据故障特征分析判断故障类型为变压器低压侧a、b相间故障。

故障时主变高压侧电压波形未发生变化，仍为正弦波，三相之间相序相差120°。

简析故障录波分析注意事项在变电站故障处理中故障录波器的录波信息是进行电力系统故障分析、判断的重要数据，如何对故障录波的数据进行分析，从而正确、快速地判断出系统的故障类型、故障位置，对正确处理电网事故意义重大。

为加快故障分析的准确性故在分析中应注意以下几点。

一、勿使用保护装置录波取代专用故障录波器录波保护装置的首要任务是在系统发生故障时能快速可靠地切除故障，保证系统安全稳定运行，现代的微机保护中均有一定的录波功能，但只是记录与该保护动作情况相关的少数电气量，且记录长度有限。

正确动作的保护故障录波可以作为单一故障的分析依据，但不能完全作为分析电力系统故障发展和演变过程的依据，尤其是遇有保护装置不正确动作时，更需要由专用故障录波器的录波数据来分析保护的动作行为。

专用故障录波器实际上应命名为电力系统故障动态记录仪。

电力系统故障动态过程记录的主要任务是,记录系统大扰动，如短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等发生后的有关系统电参量的变化过程及继电保护与安全自动装置的动作行为。

而保护装置不反映除短路故障以外的其他系统动态变化过程，因此保护装置无法记录除短路故障以外的其他系统动态变化过程。

二、要保障录波设备的运行工况良好专用故障录波器的运行工况是否良好对于一些复杂事故的分析至关重要。

专用故障录波器的侧重点是录波，现场很多的故障录波器的软、硬件故障告警能力远不如保护装置,特别是软件故障告警能力，软件程序“卡死”后能可靠发告警信号的能力一直不理想，使得录波器的运行工况无法得到有效监控，给事故分析带来困难。

此外，综合自动化变电站应重视各类二次设备的GPS对时问题，精确而统一的事故发生的绝对时间，对于正确、快速地阅读各类装置的报文、录波信息，以及快速处理事故是极其重要的，特别是对分析、处理区域性电网事故意义更大。

因此，专用故障录波器及各类监控、保护等装置的良好运行工况，是获取足够准确的事故信息、录波信息的保障。

三、提高故障录波图阅读、分析能力的方法1、运行维护人员要多看故障录波图，特别是正确动作的录波图，只有对各种故障情况下正确动作的录波图的特点能熟练掌握，才能对异常情况下的录波图有敏锐的洞察力，从而快速找到事故处理的入手点和突破口。

故障录波图在故障分析中的应用摘要：故障录波图是正确分析事故原因、评价继电保护动作行为、发现一二次缺陷等的重要依据。

当系统发生大的扰动时，故障录波装置能够将故障或扰动前后的波形及数据记录下来，厂站若能通过录波数据快速而准确地判断故障类型及故障位置，就能快速采取相应措施及时处理并有效防范。

本文以一起风电场集电线路发生单相接地故障为例简述如何通过故障录波图进行故障分析。

关键词：故障录波图；保护动作；故障位置这是2020年4月某风电场发生1#集电线路单相接地故障时的录波波形（截取主要部分）：故障录波图提供的主要信息通常包括：①录波启动量名称；②波形起始时间、触发时间，时间刻度线；③通道量名称；④模拟量及开关量录波波形。

在分析波形之前，首先收集该风电场的主要设备参数及资料，如下：（1）一次系统图（红色数字为各支路接入故障录波的CT变比）；（2）一次设备参数较多，此处省略，仅将各元件序阻抗示意如下（按基准容量100MVA及平均额定电压进行折算）：对风电场有了初步熟悉后，对波形数据开始分析。

一、根据波形特征判断故障类型及故障位置观察故障发生时各状态量的明显变化有：（1）35kV母线A、B相电压幅值增大，C相电压幅值减小，0ms时出现了较大的零序电压；（2）接地变电流ABC三相幅值、相角相等，即接地变出现了较大的零序电流，I0与相电流相等；（3）1#集电线路C相电流幅值减小，由于故障录波没有接入1#集电线零序电流，故采用软件分析的方法计算零序电流，发现1#集电线路出现了较大的零序电流。

根据以上故障特征，初步判断这是一起单相接地故障。

然后详细分析序网络的电流流向，以确定故障位置。

对各支路电流波形进行序分量分解（注意对不同支路进行变比折算，详细过程省略），得到35kV网络中：（1）正序电流流通回路包含主变低压侧、1#集电线路、2#集电线路；（2）负序电流流通回路包括主变低压侧、1#集电线路；（3）零序电流流通回路包括1#集电线路、接地变，且在数值关系上1#集电线的I0与I2相近，接地变3I0与1#集电线路3I0相近。

故障录波的分析说明一、录波报告的组成包括保护及自动装置、故障录波装置的动作报告及录波图形。

二、录波图形（一）短路的基本特点当采用母线PT作为保护用的PT量时：1、大电流接地系统单相短路时，故障相的电流突然增大，故障相的电压（其实是母线电压）在短路过程中降低，故障切除后电压恢复正常。

短路过程中，出现零序电流、零序电压。

2、两相短路时，两个故障相的电流突然增大，但电流相位相反。

故障的两相电压（其实是母线电压）在短路过程中降低，故障切除后恢复正常。

如是单纯的相间短路，没有零序电流、零序电压。

如是两相对地的相间短路，有零序电流、零序电压。

3、三相短路时，三相的电流突然增大。

三相电压（其实是母线电压）在短路过程中降低，故障切除后恢复正常。

因为是相间短路，没有零序电流、零序电压。

当采用线路PT作为保护用的PT量时：1、大电流接地系统单相短路时，故障相的电流突然增大，故障相的电压（其实是线路电压）在短路过程中降低，故障切除后（开关跳开后）电压为零。

短路过程中，出现零序电流、零序电压。

2、两相短路时，两个故障相的电流突然增大，但电流相位相反。

故障的两相电压（其实是线路电压）在短路过程中降低，故障切除后（开关跳开后）电压为零。

如是单纯的相间短路，没有零序电流、零序电压。

如是两相对地的相间短路，有零序电流、零序电压。

3、三相短路时，三相的电流突然增大。

三相电压（其实是线路电压）在短路过程中降低，故障切除后（开关跳开后）电压为零。

因为是相间短路，没有零序电流、零序电压。

（二）分析录波图形的几个要点：1、判断是否发生短路：有无某相电流电流突增，电压突降。

2、开关是否跳闸：先是突然出现短路电流然后短路电流消失判断。

3、重合闸是否动作：采用线路PT时可从电压变化看判断（降低——为零——重新出现正常）。

采用母线PT时，可看重合闸开关量是否动作。

如发生永久性故障，从短路电流是否再次出现也可以判断。

4、重合闸动作是否成功：看重合闸动作后是否再出现短路电流，开关是否重新跳闸判定。