電力系統(tǒng)自動裝置 課件 第6、7章 按頻率自動減負(fù)荷裝置；故障錄波裝置

電力系統(tǒng)自動裝置第6章

按頻率自動減負(fù)荷裝置

教學(xué)目的:了解低頻運(yùn)行危害、電力系統(tǒng)的頻率特性和AFL裝置誤動作原因及防止措施。掌握AFL的作用及實(shí)現(xiàn)基本原則；AFL裝置接線原理、數(shù)字式頻率繼電器工作原理；微機(jī)AFL裝置構(gòu)成原理。教學(xué)重點(diǎn)

AFL的作用、實(shí)現(xiàn)AFL基本原則

微機(jī)AFL裝置構(gòu)成原理2電力系統(tǒng)的頻率特性3按頻率自動減負(fù)荷裝置工作原理1電力系統(tǒng)頻率偏移原因與低頻運(yùn)行的危害4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置目錄Contents6.1電力系統(tǒng)頻率偏移原因與低頻運(yùn)行的危害PART016.1電力系統(tǒng)頻率偏移原因與低頻運(yùn)行的危害1.電力系統(tǒng)頻率偏移原因電力系統(tǒng)的頻率是反映系統(tǒng)有功功率是否平衡的質(zhì)量指標(biāo)1.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)送的有功功率有盈余時，頻率就會上升，超過額定頻率；2.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)送的有功功率有缺額時，頻率就會低于額定值。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，必須維持頻率在50±（0.1~0.2）Hz的范圍內(nèi)。6.1電力系統(tǒng)頻率偏移原因與低頻運(yùn)行的危害1.電力系統(tǒng)頻率偏移原因電力系統(tǒng)的頻率與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由作用在機(jī)組轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩決定的，原動機(jī)輸入的功率如果扣除了勵磁損耗和各種機(jī)械損耗后能與發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率保持平衡，則發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將保持不變，電力系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)輸出的有功功率的總和，在任何時刻都將等于此系統(tǒng)各種用電設(shè)備所需的有功功率和網(wǎng)絡(luò)的有功損耗的總和。但由于有功負(fù)荷經(jīng)常變化，其任何變動都將立刻引起發(fā)電機(jī)輸出電磁功率的變化，而原動機(jī)輸人功率由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的滯后，不能立即隨負(fù)荷波動而作相應(yīng)的變化，此時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩平衡被打破，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，系統(tǒng)的頻率隨之發(fā)生偏移。6.1電力系統(tǒng)頻率偏移原因與低頻運(yùn)行的危害2.電力系統(tǒng)低頻運(yùn)行的危害低頻運(yùn)行的危害4.使火電廠輔機(jī)設(shè)備出力下降1.引起汽輪機(jī)葉片斷裂2.使發(fā)電機(jī)出力降低3.使發(fā)電機(jī)端電壓下降5.給用戶帶來危害6.1電力系統(tǒng)頻率偏移原因與低頻運(yùn)行的危害3.限制頻率下降的措施限制頻率下降的措施1.動用系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)備用容量2.應(yīng)迅速啟動備用機(jī)組3.按頻率自動減負(fù)荷

指根據(jù)頻率下降的程度自動斷開部分不重要負(fù)荷的自動裝置按頻率自動減負(fù)荷裝置AFL定義作用阻止頻率過度降低，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和重要負(fù)荷的連續(xù)供電。6.1電力系統(tǒng)頻率偏移原因與低頻運(yùn)行的危害3.限制頻率下降的措施

指根據(jù)頻率下降的程度自動斷開部分不重要負(fù)荷的自動裝置按頻率自動減負(fù)荷裝置AFL定義作用阻止頻率過度降低，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和重要負(fù)荷的連續(xù)供電。6.1電力系統(tǒng)頻率偏移原因與低頻運(yùn)行的危害案例及啟示：2003年8月14日美國東北部部分地區(qū)以及加拿大東部地區(qū)出現(xiàn)的大范圍停電。這是北美歷史上最大范圍的停電——美加大停電事故，美國八個州以及加拿大的安大略省的電力中斷，在加拿大估計(jì)有一千萬（三分之一的人口）受影響，在美國估計(jì)有四千萬受影響，整個經(jīng)濟(jì)損失大概在250億—300億美元之間。事故的原因之一是系統(tǒng)無功出力和儲備不足，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，大電源退出，使得電網(wǎng)因電源供應(yīng)不足，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，造成重大損失?？梢?，電力安全穩(wěn)定影響著全社會的方方面面，一些細(xì)節(jié)的疏忽都將造成重大的事故。因此，電力從業(yè)人員要建立高度的職業(yè)使命感和責(zé)任感，本著精益求精的工匠精神，全力以赴的保障電力供應(yīng)的安全與穩(wěn)定。6.2電力系統(tǒng)的頻率特性PART026.2電力系統(tǒng)頻率特性1.負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性指電力系統(tǒng)的總有功負(fù)荷與頻率的關(guān)系。（1）負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性1.負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)是指當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時，負(fù)荷吸取的有功功率隨著變化的現(xiàn)象。作用電力系統(tǒng)存在功率缺額時將引起頻率下降，而頻率下降時相應(yīng)的負(fù)荷功率也隨之減小，補(bǔ)償了功率缺額，有可能使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在一個較低的頻率上。（2）負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的概念及作用6.2電力系統(tǒng)頻率特性2.負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性6.2電力系統(tǒng)頻率特性1.負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性2.負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的概念及作用

值隨季節(jié)約有±（10%～15%）的變化。一般取值在1～3范圍內(nèi)。指系統(tǒng)頻率每下降（或上升）1%，系統(tǒng)負(fù)荷消耗的有功功率減少（或增加）的百分?jǐn)?shù)。6.2電力系統(tǒng)頻率特性例1：某電力系統(tǒng)中，與頻率無關(guān)的負(fù)荷占30%，與頻率成正比的負(fù)荷占40%，與頻率二次方成正比的負(fù)荷占10%，與頻率三次方成正比的負(fù)荷占20%，求系統(tǒng)頻率由50Hz下降到46Hz時負(fù)荷變化的百分值及的大小。解：頻率下降到46Hz時，

則負(fù)荷變化的百分值為

于是

6.2電力系統(tǒng)頻率特性6.2電力系統(tǒng)頻率特性2.電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性指電力系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額時系統(tǒng)頻率從額定頻率變化到穩(wěn)定頻率的過程。6.3按頻率自動減負(fù)荷裝置工作原理PART036.3按頻率自動減負(fù)荷工作原理當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重功率缺額時，裝置的任務(wù)是迅速斷開相應(yīng)數(shù)量的用戶，恢復(fù)有功功率的平衡，使系統(tǒng)頻率不低于某一允許值，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，防止事故的擴(kuò)大。6.3按頻率自動減負(fù)荷工作原理6.3.1最大功率缺額的確定AFL裝置切除負(fù)荷的總額應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際可能發(fā)生的最大功率缺額來確定假設(shè)系統(tǒng)最大功率缺額為正常運(yùn)行時系統(tǒng)負(fù)荷總功率為接入AFL裝置負(fù)荷總額為額定頻率與恢復(fù)頻率之差為6.3按頻率自動減負(fù)荷工作原理6.3.1最大功率缺額的確定則可得：6.3按頻率自動減負(fù)荷工作原理例2：某系統(tǒng)的負(fù)荷總功率為5000MW，系統(tǒng)最大功率缺額為1200MW，設(shè)負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為2，自動低頻減載裝置動作后，希望系統(tǒng)恢復(fù)頻率為48Hz，求接入低頻減載裝置的功率總數(shù)。解：希望恢復(fù)頻率偏差的標(biāo)幺值為接入AFL裝置功率總數(shù)為870MW，這樣即使發(fā)生如設(shè)想那樣的嚴(yán)重事故，仍能使系統(tǒng)頻率恢復(fù)值不低于48Hz

6.3按頻率自動減負(fù)荷工作原理6.3.2AFL裝置的分級實(shí)現(xiàn)1.AFL裝置應(yīng)根據(jù)頻率下降的程度分級切除負(fù)荷自動按頻率減負(fù)荷分級實(shí)現(xiàn)的原則：

為提高供電可靠性，應(yīng)盡量減少負(fù)荷，需斷開的負(fù)荷應(yīng)根據(jù)用戶的重要程度(負(fù)荷等級)分級切除，最次要的用戶安排在第一級，先切除，然后依次類推。當(dāng)頻率下降到第二級頻率值時，第一級AFL動作，切除接在第一級上的次要負(fù)荷后，若頻率開始恢復(fù)，下一級就不再動作。若頻率繼續(xù)下降，則說明上一級所斷開的負(fù)荷功率不足以補(bǔ)償功率缺額，當(dāng)頻率下降至第二級動作頻率值時，第二級動作，切除接在第二級上的較重要負(fù)荷。若頻率仍然下降，再切除下一級負(fù)荷，依次逐級動作，直至頻率開始回升，才說明所斷開負(fù)荷與功率缺額接近。AFL裝置采用逐級逼近的方法來求每次事故所產(chǎn)生的功率缺額應(yīng)斷開的負(fù)荷數(shù)值。6.3按頻率自動減負(fù)荷工作原理6.3.2AFL裝置的分級實(shí)現(xiàn)2.AFL裝置第一級動作頻率的確定一般整定在48～48.5Hz3.AFL裝置最后一級動作頻率的確定

由系統(tǒng)允許的最低頻率確定，一般不應(yīng)低于46～46.5Hz4.頻率級差△f及AFL裝置級數(shù)的確定6.3按頻率自動減負(fù)荷工作原理6.3.2AFL裝置的分級實(shí)現(xiàn)5.AFL裝置動作時間的確定附加級動作頻率一般為48～48.5Hz，動作時間一般為10～25秒一般允許AFL裝置帶0.3～0.5秒延時6.AFL裝置應(yīng)裝設(shè)附加級6.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施PART046.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施6.4.1AFL裝置接線1.各級AFL裝置原理接線由低頻率繼電器KF、時間繼電器KT、中間繼電器KCO構(gòu)成6.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施電力系統(tǒng)裝置由N級基本段以及若干級后備段所組成，它們分散配置在電力系統(tǒng)的變電所中，其中每一級就是一組裝置。2.AFL裝置的配置6.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施3.數(shù)字式頻率繼電器原理6.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施電壓信號經(jīng)低通濾波器濾波，得到正弦波信號，經(jīng)過方波形成器及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器后，得一個脈寬為4~5us的脈沖，脈沖周期正好與輸入電壓周期相同。脈沖信號加至計(jì)數(shù)器JS的清零端R，于是，在輸入信號的每一周期開始時，計(jì)數(shù)器被清零。在兩個輸入電壓脈沖信號間，對頻率為200KHz的石英振蕩器的時鐘脈沖數(shù)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為N。則輸入電壓的頻率為：工作原理6.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施電力系統(tǒng)自動裝置JS輸出送到3個工作回路：正常監(jiān)視回路J，閉鎖回路B，輸出回路O。每一個回路均由頻率整定電路PZ與脈沖展寬電路ZK組成。各回路的頻率整定值不同。一般有PZJ整定為51Hz，PZB整定為49.5Hz，PZO則根據(jù)裝置的動作頻率要求確定。當(dāng)JS測出的頻率值小于PZ的整定值時，相應(yīng)PZ有脈沖輸出，并經(jīng)ZK展寬成連續(xù)信號。電壓正常，則YJ輸出使XDJ發(fā)光，同時中間繼電器ZJJ動作，起監(jiān)視作用6.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施當(dāng)系統(tǒng)頻率低于額定值后，閉鎖回路起動，經(jīng)TB延時，并在負(fù)荷電流大于閉鎖值，閉鎖電路I＜有輸出，YB2滿足“與”條件，閉鎖電路導(dǎo)通，使XDB信號發(fā)光，同時中間繼電器ZJB動作，ZJB的常開接點(diǎn)閉合，使出口中間繼電器ZJO作好接通的準(zhǔn)備，允許切除負(fù)荷。當(dāng)系統(tǒng)頻率下降到PZO的整定值或以下，且電壓、電流均不低于閉鎖值時，出口回路經(jīng)TO延時后使信號燈發(fā)光，中間繼電器ZJO動作，完成切除負(fù)荷任務(wù)。6.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施6.4.2防止AFL裝置誤動作措施(一)電壓突變時，低頻率繼電器觸點(diǎn)抖動產(chǎn)生誤動措施：AFL裝置帶0.5秒動作延時(二)小容量系統(tǒng)發(fā)生短路時引起負(fù)荷有功功率增加而造成頻率下降，發(fā)生誤動措施：加速切除故障；AFL前幾級帶較長時限；采用按頻率重合閘6.4按頻率自動減負(fù)荷裝置接線及防止誤動措施6.4.2防止AFL裝置誤動作措施(三)水輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)備用容量起作用之前，AFL可能誤動作措施：AFL前幾級帶長5秒的時限；采用按頻率起動重合閘(四)供電電源中斷時，負(fù)荷電動機(jī)反饋使AFL誤動作措施：1）加速AAR或AAT裝置動作時間2）AFL帶時限3）加電流閉鎖或電壓閉鎖4）采用按頻率自動重合閘6.5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置PART056.5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置6.5.1微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置原理框圖6.5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置6.5.1微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置主要由主機(jī)模塊、頻率的檢測、閉鎖信號的輸入、功能設(shè)置和定值修改、開關(guān)量輸出、串行通信接口等六部分組成。6.5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置1.主機(jī)模塊MCS-96系列單片機(jī)中的80C196為16位單片機(jī)，片內(nèi)有可編程的高速輸入/輸出HIS/HSO,可相對于內(nèi)部定時器配合軟件編程就能具有優(yōu)越的定時功能；片內(nèi)具有8通道的10位A/D轉(zhuǎn)換器，為實(shí)現(xiàn)AFL的閉鎖功能提供了方便；片內(nèi)的異步、同步串行口使該微機(jī)系統(tǒng)可以與上級計(jì)算機(jī)通信。6.5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置2.頻率的檢測將系統(tǒng)的電壓由電壓互感器TV輸入，經(jīng)過電壓變換器變換成與TV輸入成正比的、幅值在±5V范圍內(nèi)的同頻率的電壓信號，再經(jīng)低通濾波和整形，轉(zhuǎn)換為與輸入同頻率的矩形波，將此矩形波連接至Intel80C196單片機(jī)的高速輸入口HIS-0作為測頻的啟動信號。可以利用矩形波的上升沿啟動單片機(jī)對內(nèi)部時鐘脈沖開始計(jì)數(shù)，而利用矩形波的下降沿，結(jié)束計(jì)數(shù)。根據(jù)半周波內(nèi)單片機(jī)計(jì)數(shù)的值，便可推算出系統(tǒng)的頻率。6.5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置3.閉鎖信號的輸入為保證AFL裝置的可靠性，在外界干擾下不誤動，以及當(dāng)變電所進(jìn)、出線發(fā)生故障，母線電壓急劇下降導(dǎo)致測頻錯誤時，裝置不致誤發(fā)控制命令，除采用df/dt閉鎖外，還設(shè)置了低電壓及低電流等閉鎖措施。

6.5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置4.功能設(shè)置和定值修改AFL裝置在不同變電所應(yīng)用時，由于各變電所在電力系統(tǒng)中的地位不同，負(fù)荷情況不同，因此裝置必須提供功能設(shè)置和定值修改的功能。對各級次的動作頻率的定值和動作時限，以及各種閉鎖功能的閉鎖定值，都可以在裝置面板上設(shè)置或修改。微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置5.開關(guān)量的輸出

在AFL裝置中，全部開關(guān)量輸出經(jīng)光電隔離可輸出三種控制信號：

（2）

報(bào)警信號：指示動作級次、測頻故障報(bào)警等。

（1）

跳閘命令：用以按級次切除該切除的負(fù)荷。（3）

重合閘動作信號：對于設(shè)置重合閘功能的情況，則能夠發(fā)出重合閘動作信號。6.5微機(jī)型按頻率自動減負(fù)荷裝置6.串行通信接口提供RS485和RS232的通信接口，可以與保護(hù)管理機(jī)等通信。小結(jié)1)AFL裝置及作用2)負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性與電力系統(tǒng)動態(tài)頻率特性、負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)3）實(shí)現(xiàn)AFL基本原則4)AFL裝置原理接線5)數(shù)字式頻率繼電器工作原理6)防止AFL裝置誤動作措施7)微機(jī)型AFL裝置由主機(jī)模塊、頻率的檢測、閉鎖信號的輸入、功能設(shè)置和定值修改、開關(guān)量輸出、串行通信接口等六部分組成。課后思考AFL裝置的作用有哪些？防止AFL裝置誤動作措施有哪些？實(shí)現(xiàn)AFL基本原則有哪些？感謝大家觀看《電力系統(tǒng)自動裝置》課程電力系統(tǒng)自動裝置第7章

故障錄波裝置2微機(jī)型故障錄波裝置3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇目錄Contents7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇PART017.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇故障錄波的定義

故障錄波裝置用于主要發(fā)電廠、220KV及以上變電所和110KV重要變電所，便于分析電力系統(tǒng)故障及繼電保護(hù)和安全自動裝置在事故過程中的動作情況，迅速判斷線路故障的位置指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，能迅速直接記錄下與故障有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)的一種自動記錄裝置。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.1故障錄波裝置的作用（1）為正確分析事故原因、及時處理事故提供重要依據(jù)。（2）便于查找故障點(diǎn)，加快處理事故進(jìn)程，減輕巡線人員勞動強(qiáng)度。利用錄取的電流、電壓波形，可以推算出一次電流、電壓數(shù)值，由此計(jì)算出故障點(diǎn)位置，使巡線范圍大大縮小，省時、省力，對迅速恢復(fù)供電具有重要的作用。通過錄取的故障過程波形圖，可反映故障類型、相別、故障電流、電壓大小，斷路器的跳合閘時間和重合閘是否成功等情況。據(jù)此可以分析故障原因，研究防范措施，減少故障發(fā)生或?yàn)榧皶r處理事故提供可靠的依據(jù)。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.1故障錄波裝置的作用（3）分析評價(jià)繼電保護(hù)及自動裝置的動作情況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，以便消除事故隱患。

根據(jù)錄波資料，可以正確評價(jià)繼保和自動裝置工作情況（正確動作、誤動、拒動），尤其是發(fā)生轉(zhuǎn)換性故障時，裝置提供的準(zhǔn)確資料，可幫助發(fā)現(xiàn)繼保和自動裝置的不足，有利于進(jìn)一步改進(jìn)和完善這些裝置。同時，真實(shí)記錄了斷路器的情況（跳、合閘時間，拒動、跳躍、斷相等），可發(fā)現(xiàn)斷路器存在的問題，消除隱患。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.1故障錄波裝置的作用（4）了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，迅速處理事故。從故障錄波圖的電氣量變化曲線，可以清楚地了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并判斷事故原因，為及時、正確處理事故提供依據(jù)。（5）實(shí)測系統(tǒng)參數(shù)，研究電力系統(tǒng)振蕩。故障錄波可以實(shí)測某些難以用普通實(shí)驗(yàn)方法得到的參數(shù)，為系統(tǒng)的有關(guān)計(jì)算提供可靠數(shù)據(jù)。故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發(fā)展1.故障錄波裝置的發(fā)展階段

第一階段機(jī)械—油墨式故障錄波裝置第二階段機(jī)械—光電式故障錄波裝置第三階段微機(jī)—數(shù)字式故障錄波裝置故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發(fā)展（1）功能完整，自成體系。裝置具有16路模擬量輸入、16路開關(guān)量輸入，還可以由2～3臺錄波裝置組屏構(gòu)成32路或48路的故障錄波屏，具有擴(kuò)展靈活、工作相對獨(dú)立的特點(diǎn)。（2）軟件啟動錄波。每一模擬量通道均可啟動錄波。采用鍵盤設(shè)定錄波啟動方式及啟動限值。每一啟動方式均有突變量啟動、低限啟動和過限啟動三種選擇，還可設(shè)定系統(tǒng)的振蕩啟動。具有人機(jī)對話功能，便于在工作現(xiàn)場整定限值，也簡化了硬件配置。2.微機(jī)故障錄波裝置優(yōu)點(diǎn)7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發(fā)展（3）錄波時間長，錄波完整、不間斷。具有三個循環(huán)存放的錄波數(shù)據(jù)存儲空間，每個存儲空間可存儲一次未經(jīng)壓縮的錄波數(shù)據(jù)，每次錄波時間為4.2s，其中有故障前的100ms。不間斷錄波時間最長為12.6s(3次)。每次錄波后數(shù)據(jù)自動存盤，快速清空數(shù)據(jù)存儲空間，以便連續(xù)錄波。存盤后自動繪圖輸出。采用不間斷方式采集數(shù)據(jù)及故障判斷。在存盤及繪圖過程中，若系統(tǒng)再次發(fā)生故障，仍可進(jìn)行錄波且不影響當(dāng)前的存盤及繪圖。2.微機(jī)故障錄波裝置優(yōu)點(diǎn)7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發(fā)展（4）具有完善的智能化打印繪圖功能。打印輸出時能夠?qū)︿洸〝?shù)據(jù)進(jìn)行分析，自動確定繪圖比例，自動選擇電氣量有變化的部分。打印輸出的信息報(bào)告內(nèi)容包括故障時刻、故障元件、故障地點(diǎn)、故障類型、自動重合閘動作情況、開關(guān)量動作順序等。（5）故障錄波數(shù)據(jù)后期處理。

對故障錄波后的數(shù)據(jù)，可在機(jī)上用專用的軟件進(jìn)行離線處理。可對錄波數(shù)據(jù)全過程模擬量的每一部分及開關(guān)量進(jìn)行放大、縮小、定格、重新排列、打印輸出等，還可利用卡遠(yuǎn)傳錄波數(shù)據(jù)到調(diào)度中心進(jìn)行分析處理。2.微機(jī)故障錄波裝置優(yōu)點(diǎn)7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發(fā)展（6）掉電保護(hù)功能。掉電時，實(shí)時時鐘及錄波數(shù)據(jù)等信息不丟失。（7）人機(jī)對話功能。定值、時鐘和各種操作指令均可通過面板上按鍵和顯示器進(jìn)行直接的觀察和操作。2.微機(jī)故障錄波裝置優(yōu)點(diǎn)7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.3故障錄波裝置錄取量的選擇1.錄取量的選擇錄取量的選擇包括模擬量和開關(guān)量的選擇,選擇哪些錄取量應(yīng)根據(jù)監(jiān)測的電氣設(shè)備的要求。一般監(jiān)測的電氣設(shè)備有發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等，所以錄取的模擬量可以是與這些設(shè)備有關(guān)的電壓、電流、有功、無功、阻抗、諧波分量、溫度等，錄取的開關(guān)量是重要的斷路器、隔離開關(guān)及保護(hù)裝置的狀態(tài)等。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇2.故障錄波裝置錄取量選擇的基本要求錄取量選擇的要求（1）線路零序電流必錄。（2）錄取波形應(yīng)能明確看出故障類型、相別、故障電流、電壓的量值及變化規(guī)律，跳合閘的時間等。（3）錄波量力求完整。如對220KV及以上線路三相電流應(yīng)當(dāng)錄全。（4）在可能發(fā)生振蕩的線路上，可錄一相功率量。（5）對于裝有相差高頻保護(hù)的線路，當(dāng)需要錄取高頻信號時，可少錄一相該線的電流，利用錄取電流的振子改錄高頻信號。對少錄的一相電流可采取縱橫配合的方法來彌補(bǔ)。（6）當(dāng)需要記憶量時，可錄一組電流及一組相電壓。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.3故障錄波裝置錄取量的選擇2.故障錄波裝置的配置考慮：便于分析事故、便于尋找故障點(diǎn)、便于了解系統(tǒng)中的主要設(shè)備、便于監(jiān)視系統(tǒng)中的主要設(shè)備。（1）一般330KV及以上線路每回裝一套（2）220KV線路2-3回裝一套（3）110KV重要變電所出線3-4回裝一套。/7.2微機(jī)型故障錄波裝置PART027.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.1微機(jī)型故障錄波裝置的組成微機(jī)故障錄波裝置軟件硬件后臺機(jī)：用于數(shù)據(jù)管理和處理輔助變換器：用于變換電流、電壓等模擬量，以適應(yīng)單片微機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換要求。前置機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和判斷啟動用，將故障信息快速及時傳到后臺。7.2微機(jī)型故障錄波裝置裝置框圖7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.1微機(jī)型故障錄波裝置的組成1.前置機(jī)是一個多CPU系統(tǒng)

前置機(jī)由4個數(shù)據(jù)采集CPU插件、人機(jī)接口插件、開關(guān)量輸入插件、逆變電源及告警插件組成，實(shí)際上是一個智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。每塊數(shù)據(jù)采集CPU插件與微機(jī)保護(hù)的CPU插件結(jié)構(gòu)基本相同，但數(shù)據(jù)采集CPU插件的容量要大得多，如每塊CPU插件的靜態(tài)RAM有512KB，而后臺PC機(jī)的內(nèi)存和硬盤容量更大。7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.1微機(jī)型故障錄波裝置的組成2.后臺機(jī)部分主要用于數(shù)據(jù)處理和管理

由一臺PC機(jī)和一臺顯示器構(gòu)成，或由筆記本計(jì)算機(jī)構(gòu)成。后臺機(jī)在前置機(jī)給出啟動命令后即接收前置機(jī)送來的故障錄波數(shù)據(jù)、信息，通過數(shù)據(jù)處理及管理，完成故障測距計(jì)算，給出各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表格，繪圖打印輸出。7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.2微機(jī)型故障錄波裝置的軟件原理軟件主程序采樣中斷服務(wù)程序故障錄波程序7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.2微機(jī)型故障錄波裝置的軟件原理1.主程序框圖原理說明插件芯片級的初始化:對各芯片的功能及方式初始化。CPU插件自檢:RAM、ROM、EPROM、EEPROM及CPU本身的自檢同步采樣信號檢測:所有各CPU插件均用一條線專門接收人機(jī)接口插件的同步采樣脈沖，同步采樣信號檢測就是檢測同步采樣脈沖是否正常。如插件自檢和同步采樣信號檢測未通過則告警并打印報(bào)告。7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.2微機(jī)型故障錄波裝置的軟件原理1.主程序框圖原理說明中斷開放主要是指允許采樣中斷。采樣中斷開放后，將定時從主程序轉(zhuǎn)入采樣中斷服務(wù)程序，完成采樣任務(wù)后再回到主程序。系統(tǒng)自檢是指TA、TV的斷線檢測或者其他專業(yè)自檢。自啟動判據(jù)是反映系統(tǒng)故障的電壓U0、U1、U2各序分量值是否超過定值。7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.2微機(jī)型故障錄波裝置的軟件原理2.采樣中斷服務(wù)程序原理說明（1）存儲單元采樣值刷新進(jìn)入采樣服務(wù)中斷程序后，采樣計(jì)算VFC輸出的脈沖數(shù)。對采樣CPU插件的12路模擬量全部采樣結(jié)束，將最近的10周中采樣計(jì)數(shù)存儲單元所存儲的采樣值全部刷新?lián)Q為最新的采樣值。7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.2微機(jī)型故障錄波裝置的軟件原理2.采樣中斷服務(wù)程序原理說明（2）自啟動判據(jù)檢測根據(jù)剛刷新的計(jì)數(shù)值，計(jì)算各通道已選定的突變量，判斷是否大于整定值，如大于整定值，則使啟動標(biāo)志位置1，修改返回地址為故障錄波程序首地址，即進(jìn)入故障錄波程序；如不大于整定值，則進(jìn)入開關(guān)量自啟動判據(jù)程序，如選定的自啟動開關(guān)量狀態(tài)為1則立即啟動標(biāo)志位，轉(zhuǎn)入故障錄波程序，否則結(jié)束采樣中斷服務(wù)程序回到主程序中循環(huán)。7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.2微機(jī)型故障錄波裝置的軟件原理3.故障錄波程序原理說明按故障錄波的劃分時段、順序記錄的原理，檢測啟動標(biāo)志后就保留故障前3周的首段記錄，隨即清啟動標(biāo)志位，然后按順序賦值錄波段，再進(jìn)入按時段壓縮數(shù)據(jù)自程序（數(shù)據(jù)處理程序）并保留被壓縮的數(shù)據(jù)。如在錄波及數(shù)據(jù)處理過程中，檢出系統(tǒng)又發(fā)生故障（即檢出再啟動），則錄波重新進(jìn)行，轉(zhuǎn)入錄波初始程序。整個故障錄波過程就是按時段(A～E)逐段順序記錄不斷循環(huán)完成錄波的。7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.3微機(jī)型故障錄波裝置的功能

微機(jī)型故障錄波裝置的功能主要是由前置機(jī)來完成，前置機(jī)的軟件功能主要有數(shù)據(jù)采集任務(wù)、判斷啟動任務(wù)、及時將數(shù)據(jù)傳送至后臺機(jī)。1.數(shù)據(jù)采集任務(wù)數(shù)據(jù)采集任務(wù)是1ms進(jìn)行一次定時采樣及計(jì)算，每次定時采樣均進(jìn)入采樣中斷服務(wù)程序。7.2微機(jī)型故障錄波裝置7.2.3微機(jī)型故障錄波裝置的功能2.判斷啟動任務(wù)分為內(nèi)部啟動和外部啟動兩種。3.數(shù)據(jù)通信任務(wù)將數(shù)據(jù)采集信息通過串行總線及時地傳送到人機(jī)接口插件，利用人機(jī)接口插件中的串行口通信中斷服務(wù)程序，將錄波的數(shù)據(jù)信息再傳入后臺機(jī)永久保存。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)PART037.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.1故障錄波裝置的啟動裝置的故障錄波啟動（一）內(nèi)部啟動（二）外部啟動7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)故障錄波裝置的啟動1.內(nèi)部啟動內(nèi)部啟動1.各相相電壓和零序電壓突變量啟動規(guī)定相電壓突變量為△Uh≥±5%UN

規(guī)定零序電壓突變量為△U≥±2%UN2.過壓和欠壓啟動3.主變壓器中性點(diǎn)電流越限啟動規(guī)定變壓器中性點(diǎn)電流越限啟動值為3I0≥±10%IN4.頻率越限與變化率啟動頻率越限啟動值為50.5HZ≤f≤49.5HZ；頻率變化率啟動值為df/dt≥0.1HZ/S5.系統(tǒng)振蕩啟動7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)故障錄波裝置的啟動2.外部啟動外部啟動1.斷路器的保護(hù)跳閘信號啟動由繼電保護(hù)裝置跳閘命令啟動故障動態(tài)記錄時，應(yīng)當(dāng)選用與發(fā)出斷路器跳閘命令同步的觸點(diǎn)信號（最好是跳閘出口繼電器的觸點(diǎn)），以準(zhǔn)確記錄啟動時刻。為了避免干擾，以空觸點(diǎn)經(jīng)雙絞線輸出到故障錄波器是必要的。2.手動和遙控啟動可以由變電所就地和上級調(diào)度來遠(yuǎn)方命令啟動。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.2錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式1.分時段記錄方式故障記錄可分為A、B、C、D、E共5個時段,對于這5個時段不僅故障量記錄的時間長短不同，而且故障量的采樣頻率也不一樣。

7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.2錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式1.分時段記錄方式B時段：記錄系統(tǒng)大擾動后初期的狀態(tài)數(shù)據(jù)，可直接輸出原始記錄波形，可觀察5次諧波，同時也輸出每一周的工頻有效值，記錄時間大于0.1S。

A時段：記錄系統(tǒng)大擾動開始前的狀態(tài)數(shù)據(jù)，輸出原始記錄波形及有效值，記錄時間大于0.04S。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.2錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式1.分時段記錄方式E時段：系統(tǒng)長過程的動態(tài)數(shù)據(jù)，每1輸出一個工頻有效值，記錄時間大于10min。C時段：系統(tǒng)大擾動后的中期狀態(tài)數(shù)據(jù)，輸出連續(xù)的工頻有效值，記錄時間大于1.0S。D時段：系統(tǒng)動態(tài)過程數(shù)據(jù)，每0.1S輸出一個工頻有效值，記錄時間大于20S。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.2錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式2.不定長錄波（1）非振蕩故障啟動在某一時刻，啟動量滿足任一啟動條件，裝置啟動錄波。如果在錄波的過程中有且僅有這一次故障啟動時，裝置將按A-B-C-D時段順序進(jìn)行錄波。如果裝置在已啟動的錄波過程中，有突變量輸出或斷路器跳合閘信號時，若在B、C時段，則由t=0時刻開始沿B、C、D、E時段重復(fù)執(zhí)行；否則應(yīng)沿A、B、C、D、E時段重復(fù)執(zhí)行。以上啟動方式的錄波的結(jié)束條件為：所有啟動量全部復(fù)歸，并且記錄時間大于3S。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準(zhǔn)確事件時間圖7-7故障波形讀取準(zhǔn)確時間圖故障持續(xù)時間：故障持續(xù)時間為從電流開始變大或電壓開始降低到故障電流消失或電壓恢復(fù)正常的時間，如圖7-8所示的A段，故障持續(xù)時間為60ms。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準(zhǔn)確事件時間圖7-7故障波形讀取準(zhǔn)確時間圖保護(hù)動作時間:保護(hù)動作時間是從故障開始到保護(hù)出口的時間，即從電流開始變大或電壓開始降低，到保護(hù)輸出觸點(diǎn)閉合的時間，如圖7-7所示的B段，保護(hù)動作最快時間為15ms。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準(zhǔn)確事件時間圖7-7故障波形讀取準(zhǔn)確時間圖斷路器跳閘時間:斷路器跳閘時間是從保護(hù)輸出觸點(diǎn)閉合到故障電流消失的時間。如圖7-8所示C段，斷路器跳閘時間為45ms。一般不用斷路器位置觸點(diǎn)閉合或返回信號。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準(zhǔn)確事件時間圖7-7故障波形讀取準(zhǔn)確時間圖保護(hù)返回時間:保護(hù)返回時間是指故障電流消失時刻到保護(hù)輸出觸點(diǎn)斷開的時間，如圖7-7所示D段，保護(hù)返回時間為30ms。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準(zhǔn)確事件時間圖7-7故障波形讀取準(zhǔn)確時間圖重合閘裝置出口動作時間:重合閘裝置出口動作時間是從故障消失開始計(jì)時到發(fā)出重合命令（重合閘觸點(diǎn)閉合）的時間，如圖7-7所示E段。圖中重合閘動作時間為862ms。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準(zhǔn)確事件時間圖7-7故障波形讀取準(zhǔn)確時間圖斷路器合閘動作時間:斷路器合閘時間是從重合閘輸出觸點(diǎn)閉合到再次出現(xiàn)負(fù)荷電流的時間。如圖7-7所示F段，斷路器合閘時間為218ms。也不用斷路器位置觸點(diǎn)閉合或返回信號。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀2.故障波形圖中電流、電壓有效值的讀取利用故障波形圖中的電流、電壓波形，測量出故障期間電流、電壓的有效值。如圖7-9所示，B相故障，B相電流通道上呈現(xiàn)故障電流（A、C相僅呈現(xiàn)負(fù)荷電流）；B相通道上電壓明顯降低。而非故障A、C相電壓相位基本沒有變化。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀2.故障波形圖中電流、電壓有效值的讀取電流計(jì)算方法:7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀2.故障波形圖中電流、電壓有效值的讀取零序電流的計(jì)算方法與相同。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀3.故障波形圖中電流、電壓相位的讀取7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀4.波形圖中區(qū)分故障性質(zhì)圖7-12線路保護(hù)區(qū)內(nèi)故障波形圖（1）正向區(qū)內(nèi)瞬時故障波圖分析圖示變電站的某次出線B相正向區(qū)內(nèi)瞬時故障波形圖。所裝設(shè)的是“允許”式線路高頻保護(hù)。故障后，本側(cè)保護(hù)2～3ms發(fā)信，B相相電壓明顯降低。過8～9ms收到對側(cè)“允許”信號，判斷為區(qū)內(nèi)故障，發(fā)出跳閘指令，15ms后斷路器切斷故障電流。在922ms時保護(hù)發(fā)出重合閘指令，斷路器重合閘成功。電流、電壓恢復(fù)正常。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀4.波形圖中區(qū)分故障性質(zhì)圖7-13線路永久性故障分析波形圖（2）正向區(qū)內(nèi)永久故障波圖分析圖示變電站出線某次正向區(qū)內(nèi)永久性故障波形圖。故障后，B相電壓明顯降低，本側(cè)保護(hù)大約2～3ms發(fā)信，過8～9ms收到對側(cè)“允許”信號，判斷為B相區(qū)內(nèi)故障，發(fā)出跳閘指令，15ms后斷路器跳開，在922ms時保護(hù)發(fā)出重合閘指令，重合到故障的線路，線路又發(fā)生第二次故障，斷路器無時限跳開三相。保護(hù)不再發(fā)重合閘命令（原因是采用的為單次重合閘。重合閘動作一次后，短時充電未足再動作）。7.3故障錄波裝置的應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)7.3.3故障錄波圖解讀對故障錄波圖進(jìn)