第七章 故障錄波裝置

1、第七章第七章 故障錄波裝置故障錄波裝置v要求：要求：熟悉故障錄波裝置的熟悉故障錄波裝置的作用作用，了解微機，了解微機型故障錄波裝置特點以及應用，了解型故障錄波裝置特點以及應用，了解錄取量錄取量的選擇的選擇和故障錄波裝置的和故障錄波裝置的配置配置。v故障錄波裝置是電力系統(tǒng)十分重要的故障錄波裝置是電力系統(tǒng)十分重要的安全自動裝安全自動裝置之一置之一。由于故障錄波裝置對提高電力系統(tǒng)的安。由于故障錄波裝置對提高電力系統(tǒng)的安全運行水平極為重要，全運行水平極為重要，繼電保護和安全自動裝繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程置技術規(guī)程規(guī)定：為了分析電力系統(tǒng)故障及繼規(guī)定：為了分析電力系統(tǒng)故障及繼電保護和安全自動裝置在事

2、故過程中的動作情況，電保護和安全自動裝置在事故過程中的動作情況，在主要發(fā)電廠、在主要發(fā)電廠、220kV220kV及以上變電站和及以上變電站和110kV110kV重要重要變電站，應裝設故障錄波裝置。變電站，應裝設故障錄波裝置。故障錄波裝置是故障錄波裝置是一種常年投入運行，監(jiān)視電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的自一種常年投入運行，監(jiān)視電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的自動記錄裝置。動記錄裝置。一、故障錄波裝置的作用一、故障錄波裝置的作用v故障錄波裝置是提高電力系統(tǒng)安全運行的重要裝置。故障錄波裝置是提高電力系統(tǒng)安全運行的重要裝置。電力系統(tǒng)正常運行時，故障錄波裝置只進行數(shù)據(jù)采電力系統(tǒng)正常運行時，故障錄波裝置只進行數(shù)據(jù)采集，一般不啟動

3、錄波，只有當系統(tǒng)發(fā)生故障或振蕩集，一般不啟動錄波，只有當系統(tǒng)發(fā)生故障或振蕩時才進行錄波。時才進行錄波。其作用有以下幾個方面：其作用有以下幾個方面：（1 1）為為正確分析事故原因，正確分析事故原因，及時處理事故提供依據(jù)及時處理事故提供依據(jù)。v通過錄取的故障過程波形圖，可以通過錄取的故障過程波形圖，可以反映故障類型、反映故障類型、相別、故障電流、電壓等數(shù)據(jù)，斷路器的跳合閘時相別、故障電流、電壓等數(shù)據(jù)，斷路器的跳合閘時間和重合閘是否成功間和重合閘是否成功等情況，據(jù)此可以分析事故原等情況，據(jù)此可以分析事故原因，研究有效的防范措施，減少故障發(fā)生。因，研究有效的防范措施，減少故障發(fā)生。（2 2）為查找故障

4、點提供依據(jù)。）為查找故障點提供依據(jù)。v由故障錄波圖可判斷故障性質，并根據(jù)電流、電壓由故障錄波圖可判斷故障性質，并根據(jù)電流、電壓等錄波量的大小等錄波量的大小計算故障點位置計算故障點位置，微機型故障錄波微機型故障錄波裝置可直接測算故障點位置，裝置可直接測算故障點位置，使巡線范圍大大縮小，使巡線范圍大大縮小，省時、省力省時、省力，對迅速恢復供電具有重要作用。，對迅速恢復供電具有重要作用。（3 3）幫助正確評價繼電保護、自動裝置、高壓斷路）幫助正確評價繼電保護、自動裝置、高壓斷路器的工作情況，及時發(fā)現(xiàn)這些設備的缺陷，以便消器的工作情況，及時發(fā)現(xiàn)這些設備的缺陷，以便消除事故隱患。除事故隱患。（4）為檢修

5、工作提供依據(jù)。）為檢修工作提供依據(jù)。從故障錄波分析發(fā)現(xiàn)，從故障錄波分析發(fā)現(xiàn)，有時單相接地故障發(fā)生在不同相別，切除故障電有時單相接地故障發(fā)生在不同相別，切除故障電流并未集中在斷路器的同一相，因此斷路器檢修流并未集中在斷路器的同一相，因此斷路器檢修工作，應根據(jù)錄波實際情況而定。工作，應根據(jù)錄波實際情況而定。（5）通過對已查證落實故障點的錄波，）通過對已查證落實故障點的錄波，可核對系可核對系統(tǒng)參數(shù)的準確性，改進計算工作或修正系統(tǒng)使用統(tǒng)參數(shù)的準確性，改進計算工作或修正系統(tǒng)使用參數(shù)。參數(shù)。（6）統(tǒng)計分析系統(tǒng)振蕩時有關參數(shù)。）統(tǒng)計分析系統(tǒng)振蕩時有關參數(shù)。故障錄波裝故障錄波裝置對系統(tǒng)振蕩全過程的錄波，可以分

6、析振蕩性質置對系統(tǒng)振蕩全過程的錄波，可以分析振蕩性質(同期或非同期同期或非同期)、振蕩周期、振蕩中心、振蕩電、振蕩周期、振蕩中心、振蕩電流等，以提供振蕩計算中有關的實際參數(shù)。流等，以提供振蕩計算中有關的實際參數(shù)。二、故障錄波裝置的發(fā)展二、故障錄波裝置的發(fā)展v根據(jù)錄波原理的不同，故障錄波裝置經(jīng)歷了根據(jù)錄波原理的不同，故障錄波裝置經(jīng)歷了機械機械油墨式油墨式、機械機械光線式光線式階段，發(fā)展到階段，發(fā)展到現(xiàn)在普遍使用的現(xiàn)在普遍使用的微機型微機型故障錄波裝置。故障錄波裝置。v機械機械油墨式現(xiàn)已經(jīng)被淘汰，機械油墨式現(xiàn)已經(jīng)被淘汰，機械光線式光線式由于存在啟動速度慢、精度低、錄波時間短由于存在啟動速度慢、精度

7、低、錄波時間短等缺點，實際中也很少使用了。目前廣泛使等缺點，實際中也很少使用了。目前廣泛使用的是微機型故障錄波裝置。用的是微機型故障錄波裝置。三、微機型故障錄波裝置的特點三、微機型故障錄波裝置的特點（1）微機型故障錄波裝置）微機型故障錄波裝置采用分布式計算機結構，采用分布式計算機結構，將實時與非實時任務合理分配給前臺機、后臺機，將實時與非實時任務合理分配給前臺機、后臺機，具有完善的軟、硬件自檢功能，采用具有完善的軟、硬件自檢功能，采用ISA總線結總線結構，具有高可靠性、高抗干擾性、高數(shù)據(jù)傳輸率，構，具有高可靠性、高抗干擾性、高數(shù)據(jù)傳輸率，能保證裝置長期穩(wěn)定可靠運行。能保證裝置長期穩(wěn)定可靠運行。

8、（2）軟件啟動錄波軟件啟動錄波。采用鍵盤設定錄波啟動方式。采用鍵盤設定錄波啟動方式及啟動限值，具有人機對話功能，便于在工作現(xiàn)及啟動限值，具有人機對話功能，便于在工作現(xiàn)場整定限值，也簡化了硬件配置。場整定限值，也簡化了硬件配置。（3）錄波時間長，錄波完整、不間斷。錄波時間長，錄波完整、不間斷。（4）具有）具有完善的軟、磁盤系統(tǒng)及智能化打印繪圖完善的軟、磁盤系統(tǒng)及智能化打印繪圖功能。功能。（5）故障錄波數(shù)據(jù)后期處理。對）故障錄波數(shù)據(jù)后期處理。對故障錄波后的數(shù)故障錄波后的數(shù)據(jù)，可在據(jù)，可在PC機上用專用的軟件進行離線處理。機上用專用的軟件進行離線處理。（6）掉電保護功能掉電保護功能。掉電時，實時時鐘

9、及錄波數(shù)。掉電時，實時時鐘及錄波數(shù)據(jù)等信息不丟失。據(jù)等信息不丟失。（7）人機對話功能人機對話功能。定值、時鐘和各種操作指令。定值、時鐘和各種操作指令均可通過面板上的按鍵和顯示器進行直接觀察和均可通過面板上的按鍵和顯示器進行直接觀察和操作。操作。四、四、 錄取量的選擇錄取量的選擇v錄取量的選擇包括模擬量和開關量的選擇，選擇哪錄取量的選擇包括模擬量和開關量的選擇，選擇哪些錄取量應些錄取量應根據(jù)監(jiān)測電氣設備的要求根據(jù)監(jiān)測電氣設備的要求。一般發(fā)電廠。一般發(fā)電廠和變電所監(jiān)測的電氣設備有發(fā)電機、變壓器、輸電和變電所監(jiān)測的電氣設備有發(fā)電機、變壓器、輸電線路等，所以錄取的模擬量可以是線路等，所以錄取的模擬量可

10、以是與這些設備有關與這些設備有關的三相電壓、電流、零序電壓、零序電流、有功功的三相電壓、電流、零序電壓、零序電流、有功功率、無功功率及有關諧波分量率、無功功率及有關諧波分量等；錄取的開關量可等；錄取的開關量可以是以是重要斷路器、隔離開關及保護裝置的狀態(tài)重要斷路器、隔離開關及保護裝置的狀態(tài)等。等。五、五、 故障錄波裝置的配置故障錄波裝置的配置v需考慮：需考慮：便于分析事故、便于尋找故障點、便于便于分析事故、便于尋找故障點、便于監(jiān)視系統(tǒng)中的主要設備。監(jiān)視系統(tǒng)中的主要設備。v一般一般330kV及以上線路每回裝一套及以上線路每回裝一套v220kV線路線路23回裝一套回裝一套v110kV重要變電所出線重

11、要變電所出線3 4回裝一套。回裝一套。其他安全自動裝置簡介其他安全自動裝置簡介一、自動解列裝置一、自動解列裝置v從經(jīng)濟和安全出發(fā)，在從經(jīng)濟和安全出發(fā)，在正常情況正常情況下電力系統(tǒng)實行下電力系統(tǒng)實行并聯(lián)運行是有利的，所以各地區(qū)之間，甚至國家并聯(lián)運行是有利的，所以各地區(qū)之間，甚至國家之間的電力系統(tǒng)根據(jù)互利原則一般都實行之間的電力系統(tǒng)根據(jù)互利原則一般都實行聯(lián)網(wǎng)運聯(lián)網(wǎng)運行行。v然而當處理然而當處理系統(tǒng)振蕩性事故系統(tǒng)振蕩性事故時，有時時，有時被迫采用解被迫采用解列列方法，待事故經(jīng)適當處理之后再作并列操作使方法，待事故經(jīng)適當處理之后再作并列操作使電力系統(tǒng)恢復并聯(lián)運行。電力系統(tǒng)恢復并聯(lián)運行。有時有時在事故情

12、況在事故情況下，為了不使事故擴大，下，為了不使事故擴大， “解列解列”也是一種很有效的措施。也是一種很有效的措施。v( (一一) )廠用電系統(tǒng)解列的應用廠用電系統(tǒng)解列的應用v當系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重功率缺額時，將引起系統(tǒng)頻率大幅當系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重功率缺額時，將引起系統(tǒng)頻率大幅度下降。系統(tǒng)頻率過低會引起廠用電動機出力下降，度下降。系統(tǒng)頻率過低會引起廠用電動機出力下降，廠用電動機輸出功率減小是形成廠用電動機輸出功率減小是形成“頻率崩潰頻率崩潰”事故事故的主要原因。因此，如能使廠用電系統(tǒng)供電頻率維的主要原因。因此，如能使廠用電系統(tǒng)供電頻率維持在額定值附近運行，則可事故進一步惡化。持在額定值附近運行，則可事故進一步

13、惡化。正常運行時廠用電由正常運行時廠用電由I I、組母線供電，并經(jīng)主變壓器組母線供電，并經(jīng)主變壓器T1T1與與系統(tǒng)相連。當系統(tǒng)頻率正大幅度下降時，斷開斷路器系統(tǒng)相連。當系統(tǒng)頻率正大幅度下降時，斷開斷路器QFlQFl就就可使廠用電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)解列。這時廠用電系統(tǒng)由本廠可使廠用電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)解列。這時廠用電系統(tǒng)由本廠1#1#、2#2#機單獨供電，不受系統(tǒng)低頻率的影響，提高了電廠機單獨供電，不受系統(tǒng)低頻率的影響，提高了電廠運行的可靠性，對整個系統(tǒng)的安全運行是有利的。運行的可靠性，對整個系統(tǒng)的安全運行是有利的。( (二二) ) 系統(tǒng)解列的應用系統(tǒng)解列的應用v在聯(lián)合電力系統(tǒng)運行中，各區(qū)域電力系統(tǒng)之間

14、經(jīng)聯(lián)在聯(lián)合電力系統(tǒng)運行中，各區(qū)域電力系統(tǒng)之間經(jīng)聯(lián)絡線相連，系統(tǒng)容量越大，承受功率缺額的能力越絡線相連，系統(tǒng)容量越大，承受功率缺額的能力越強，所以聯(lián)網(wǎng)運行的優(yōu)點是很明顯的。強，所以聯(lián)網(wǎng)運行的優(yōu)點是很明顯的。v但在某些情況下，當存在約束條件時，聯(lián)合系統(tǒng)的但在某些情況下，當存在約束條件時，聯(lián)合系統(tǒng)的優(yōu)勢就受到了限制。優(yōu)勢就受到了限制。v如圖所示的電力系統(tǒng)，如圖所示的電力系統(tǒng)，A A系統(tǒng)向系統(tǒng)向B B系統(tǒng)輸送的功率系統(tǒng)輸送的功率為為P PABAB。輸電線路的極限輸送功率為。輸電線路的極限輸送功率為P PABMABM。設系統(tǒng)。設系統(tǒng)B B由于事故發(fā)生了嚴重的功率缺額，引起整個系統(tǒng)由于事故發(fā)生了嚴重的功率

15、缺額，引起整個系統(tǒng)頻率下降，這時頻率下降，這時A A系統(tǒng)雖有足夠的旋轉備用容量，系統(tǒng)雖有足夠的旋轉備用容量，但由于受到但由于受到P PABMABM的約束而不能發(fā)揮其支援作用，這的約束而不能發(fā)揮其支援作用，這時如果頻率下降嚴重，將威脅系統(tǒng)時如果頻率下降嚴重，將威脅系統(tǒng)A A的安全運行。的安全運行。v此時，為了控制事故范圍，不致使它波及鄰近區(qū)此時，為了控制事故范圍，不致使它波及鄰近區(qū)域，被迫將兩系統(tǒng)解列運行是有利的。域，被迫將兩系統(tǒng)解列運行是有利的。二、水輪機組低頻自啟動裝置二、水輪機組低頻自啟動裝置v水輪發(fā)電機組水輪發(fā)電機組的啟動過程較汽輪機組的簡單得多，的啟動過程較汽輪機組的簡單得多，啟動過程只需幾分鐘啟動過程只需幾分鐘