电气知识：微机故障录波图形分析

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。

录波波形分析分析录波图的基本方法：1、首先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：A相单相接地短路典型录波图A相单相接地短路典型向量图UCUAIA3I0约80°3U0UB分析单相接地故障录波图要点：1、故障相电流增大，电压降低；出现零序电流、零序电压。

2、非故障相短路电流为零，负荷电流无变化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100 度左右。

“80 度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，即线路阻抗角。

二、两相短路故障录波图分析： AB 相间短路典型录波图AB 相间短路典型向量图U CU A U B约80°I ABI AI B分析两相短路故障录波图要点：1、两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。

2、故障相中的电流大小相等方向相反3、短路点，故障相的电压方向相同、大小相等，为故障相电压的一半，方向与故障相电压方向相反，母线处，故障相电压大小相等，两相之和与正常相方向相反，非故障相的电压大小不变；4、故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右二、 两相短路接地故障录波图分析： AB 两相接地短路典型录波图AB 两相接地短路典型向量图U CU AU B约80°U ABI ABI AI B3U0约110°分析两相接地短路故障录波图要点：1、两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。

用“故障电流录波图”对故障进行分析朱宝林(韶关电力局，广东韶关512026)广东500kV北郊变电站2001-06-21T15:06在雷雨时，220kV6号母线上的2457、2458、202B、206B、2026断路器全部跳闸，220kV6号母线失压。

黄(黄埔站)北(北郊站)线2458断路器对侧的黄埔站断路器也跳闸。

将2458断路器退出运行后，220kV6号母线恢复运行正常。

1故障电流录波图事故发生后，检查保护动作情况：220kV黄北线主保护动作。

220kV6号母线差动保护动作。

打印出的故障电流录波图如图1所示。

图1北郊站黄北线故障电流录波针对这张故障电流录波图，提出了下列疑问：(1)从故障开始到46ms，为A相单相短路故障，A相短路电流约19.2kA，3I0约20.4kA(根据故障电流录波图和CT变比估算，下同)，两者比较接近，而且相位相同，情况正常。

(2)从490ms到560ms，为A相和B相相间短路接地故障，相间短路电流变小，而且相位相同，A相短路电流约8.5kA，B相短路电流约8.1kA，3I0约16.4kA，约为两者之和。

为什么A相和B相会相位相同？(3)从560ms到585ms，为什么3I0消失，A相和B相相间短路电流变得更小，大小相等，都是1.7kA，而且变成相位相反？(4)为什么北郊站侧A相和B相相间短路电流是1.7kA，而在线路对侧黄埔站的A相和B相相间短路电流却是3.6kA？2故障分析为了弄清楚上述问题，经现场检查发现：黄北线靠北郊侧单相永久性接地故障；黄北线2458断路器处A相和B相CT顶部金属外罩之间击穿放电短路。

2.1从保护动作断路器跳闸分析(1)从故障开始到46ms，为A相单相短路故障，黄北线北郊站侧A相主保护动作跳闸。

(2)从490ms到560ms，A相和B相CT顶部金属外罩之间击穿放电，形成相间短路通过放电点A相接地故障，北郊站侧220kV6号母线差动保护动作，6号母线上所有断路器跳闸。

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。

故障录波图你真的了解吗！续一、Y/△-11变压器△侧（低压侧）两相短路故障录波图分析先以△侧（低压侧）AB两相短路为例，介绍一下Y/△-11变压器△侧（低压侧）发生两相短路故障，Y侧（高压侧）电流电压的向量情况。

通过前面的分析我们知道低压侧AB两相短路时，保护安装处向量图如下图示：我们知道Y/△-11的变压器△侧（低压侧）电压、电流与Y侧（高压侧）电流、电压的关系如下：FA△=FAY-FBYFB△=FBY-FCYFC△=FCY-FAY由上面的向量图可知，对于正序分量，FA△超前FAY30度；对于负序分量，FA△滞后FAY30度。

通过这个关系我们就可以将△侧（低压侧）各序分量转换至Y侧（高压侧），从而求取出高压侧的全电压、全电流。

变压器低压侧AB两相短路时，高压侧保护安装处向量图如下图示：从向量图我们可得到变压器低压侧两相短路时，高压侧全电压、全电流得特点：短路滞后相电流与其他两相电流方向相反，且大小为其他两相电流的2倍。

短路滞后相母线故障残压非常小，接近为零。

非故障相电压与短路超前相电压大小相等，方向相反。

那么在构成变压器电压闭锁电流保护时，由于高压侧电压闭锁电流保护要作为低压侧电压闭锁电流保护的后备保护，可是从向量图我们知道如果高压侧电压闭锁量采用三个接于线电压的低电压继电器，将不能可靠的开放保护，造成拒动，实现不了对低压侧的后备作用。

因此常采用负序继电器加一个接于相间的低电压继电器构成复合电压继电器来实现闭锁。

从而提高保护的灵敏性。

接下来我们看一张变压器低压侧两相短路时的录波图：分析变压器低压侧两相短路故障录波图要点：低压侧两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。

低压侧电流流增大、电压降低为相同两个相别。

低压侧两个故障相电流基本反向。

高压侧短路滞后相电流与其他两相电流方向相反，且大小为其他两相电流的2倍左右。

高压侧短路滞后相母线故障残压非常小，接近为零。

高压侧非故障相电压与短路超前相电压大小相等，方向相反。