故障录波器与故障波形分析

电站故障录波器故障原因分析及建议2007年01月15日电站运行人员发现：故障录波器正常运行指示灯不亮，录波信号指示灯常亮（按信号复归键不起作用）；同时工控机画面无正常数据显示（所有显示值均为0）。

经检查发现该装置的CPU插件与工控机的通信指示灯不亮，且该CPU 插件在插入装置框架时伴有放电现象（此时装置的直流电源已断），同时＃2发电机转子一点接地保护动作，DCS画面＃2发电机转子一点接地保护保护动作光字牌亮。

经厂家服务人员与检修人员现场检测发现：转子电流采集回路有约30V交流电压，对应2号发电机转子励磁电流的采集转/换模块对地绝缘损坏，导致发电机转子回路对地绝缘下降；同时发电机励磁电压的正极也经损坏的转换模块间接地叠加在录波装置的母板上，进而造成其它录波插件的损坏。

针对上述现象进行如下分析：1 励磁回路谐波电压（交流）来源分析我公司采用的是自并激励磁方式，该方式下调节器的励磁电流也就是发电机的转子电流。

调节器采用武汉武水电气技术有限公司生产的TDWL T-01型微机励磁调节器，功率元件采用6只可控硅组成桥式整流。

由励磁调节器控制可控硅的通/断，从而达到调节发电机的转子电流/电压。

由三相桥式可控硅整流原理可知，正常情况下整流器的输出并不是一单纯的直流电压（因为没有设置滤波元件），而是在输出的直流电压中包含有一定比例的谐波电压（一般用波形系数表示）。

现场实测转子回路交流电压值如下表：2 励磁回路直流电压来源分析我公司发电机保护采用的是国电南自生产的NDG200数字式发电机保护装置。

该保护装置中的发电机转子接地保护采用的是叠加直流原理，在发电机转子负极与地之间叠加一直流电源，通过检测两者之间的漏电流来计算出发电机转子对地的绝缘电阻，进而判断出发电机转子是否发生接地故障。

3 故障录波器对发电机转子电流的采集原理我公司的故障录波装置采用的是南自生产的WFBL-1微机发变组故障录波与分析装置。

该装置对于发电机转子电流量的采集原理，采用的是采集发电机转子回路分流器的75mV输出信号，通过装置内部的75mV－5V转换模块转换成录波装置所需要的电压信号。

故障录波器应用现状与问题分析摘要：故障录波器，评价继电保护动作与故障的主要设备，设备质量直接影响到整个电力系统的安全性。

本文分析故障录波器应用现状与存在问题，联系实际情况分析提高故障录波器应用质量的措施。

通过这种方式提升电力系统安全运行质量。

关键词：故障录波器；应用问题；优化措施引言电力系统中应用故障录波器，可以记录系统中出现的电流、电压异常，分析这些记录可以及时发现系统问题，及时纠正系统存在的错误情况。

尤其是电力系统智能化建设背景下，使得故障录波器原有作用无法发挥，有必要做好研究分析工作。

1、故障录波器应用现状故障录波器，通过轮播形式记录电力系统发生的重大故障，对系统短路接地、系统扰动、震荡等造成的电压电流频率的改变进行记录。

电力系统技术人员通过对记录波形的分析，明确故障与事故，缩短电力事故分析时间、降低工作量，提高工作效率。

可以说，录波器录波质量直接影响到系统安全运行，提高其录波质量已成为当前主要问题。

随着计算机信息技术发展，故障录波器的性能得到大幅度提升，具有较强的记忆功能、大存储、及时性等特点，因此在实际中得到广泛使用。

但具体应用时依然存在一些问题，影响到应用效果。

电力企业集中布置数据采集装置，采集各电气量参数时要使用大量二次电缆，提升成本并造成严重的资源浪费，同时使用后还会加重电压互感器与电流互感器的负担，并对数据准确性产生影响；同时故障录波器增加GPS卫星授时系统，但录波方式存在差异性，产品类型不同造成无法统一分析与查询数据。

数据输出方式相对简单，且交换接口层次多交换速率低，加上规约不统一，使得使用不方便出现问题。

2、故障录波器影响因素2.1 故障录波时间有限故障录波器处于某些特殊运行环境时，高压线路重合闸整定时间通常选择为长延时，一般时间为7-10s。

处于这种情况时，故障录波器的录波时间有限，并不能将开关重合的整个过程完整记录下来，记录下来的波形也不完整，直接影响到故障解决。

2.2 录波器频繁性启动处于当前运行模型环境中，电力故障频繁发生，造成处于这个系统中的录波器频繁启动，这种情况直接缩短录波器寿命。

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。

故障录波器波形分析故障录波器（Fault Recorder）是一种专用的电力系统故障记录设备，广泛应用于电力系统的技术运行和故障分析过程中。

它能够记录和保存电力系统中的各种故障事件的波形数据，为故障的快速分析和解决提供了重要的依据。

故障录波器的波形分析是指对录波器保存的故障事件波形数据进行分析和解读的过程。

通过对波形数据的全面分析，可以从中获得有关故障事件的详细信息，包括故障类型、发生位置、故障时刻、故障电压和电流的变化等等。

这对于电力系统的运行和维护非常重要。

波形分析主要包括以下几个方面：1.故障类型的识别：通过对波形数据的特征分析，可以确定故障事件的类型，如短路、接地故障、电压暂降、电压暂升等。

不同类型的故障具有不同的波形特征，通过对波形数据的分析，可以准确地确定故障类型，为故障的修复提供依据。

2.故障的发生位置和时刻的确定：通过对电流和电压波形的相位和幅值分析，可以确定故障事件的发生位置和发生时刻。

电流和电压波形的相位差可以反映故障发生的位置，而波形的幅值变化可以反映故障的时刻。

通过对波形数据的分析，可以快速准确地确定故障的发生位置和时刻。

3.故障电压和电流的变化规律分析：通过对电流和电压波形的变化规律的分析，可以了解故障电压和电流在故障事件中的变化过程。

这对于了解故障的严重程度和对电力设备的损坏程度有重要的意义，对于故障的修复和设备的保护具有重要的指导作用。

4.波形数据的比较和对比分析：通过对不同事件之间波形数据的比较和对比分析，可以找出故障事件之间的相似之处和不同之处，寻找共性和规律。

这有助于从整体上了解故障事件的特点和规律，为未来类似故障的分析和解决提供经验和参考。

总之，故障录波器的波形分析是电力系统故障处理和分析的重要环节。

通过对波形数据的深入分析和解读，可以准确地确定故障的类型、发生位置和时刻，了解故障电压和电流的变化规律，为故障的修复和设备的保护提供重要依据。

它对于电力系统的安全稳定运行和维护具有重要的意义。

故障录波器波形分析故障录波器波形分析在我们日常工作中，经常需要通过录波波形来分析电力系统发生了何种故障，保护装置的动作行为是否正确，二次回路接线是否正确，试验接线是否正确，CT、PT极性是否正确等问题。

以下是分析录波图的基本方法：1.首先，我们要通过前面所学的知识，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为相位基准，查看故障前电流电压相位关系是否正确，是否为正相序？负荷角为多少度？3.以故障相电压或电流的过零点为相位基准，确定故障态各相电流电压的相位关系。

注意选取相位基准时应躲开故障初始及故障结束部分，因为这两个区间一是非周期分量较大，二是电压电流夹角由负荷角转换为线路阻抗角跳跃较大，容易造成错误分析。

4.绘制向量图，进行分析。

一、单相接地短路故障录波图分析：要点：1.一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为同一相别。

3.零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。

4.故障相电压超前故障相电流约80度左右；零序电流超前零序电压约110度左右。

当我们看到符合第1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。

若符合第2条可以确定电压、电流相别没有接错。

符合第3条、第4条可以确定保护装置、二次回路整体均没有问题。

若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况，需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。

需要特别说明的是公司的LFP-900系列线路保护装置，该系列保护波形中的电流在计算时加入了一个78度的补偿阻抗。

其录波图上反映的正向故障是故障相电压与电流同向，零序电流超前零序电压180度左右；反向故障是故障相电压与电流反向，零序电流与零序电压同向。