故障錄波裝置【知識(shí)薈萃】

1、,故障錄波裝置,本章重點(diǎn),微機(jī)故障錄波裝置的組成，微機(jī)故障錄波裝置的軟件原理 故障錄波的啟動(dòng)及錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式,教學(xué)目的：了解故障錄波裝置的作用、故障錄波裝置的發(fā)展過(guò)程及錄取量的選擇，掌握微機(jī)故障錄波裝置的組成，微機(jī)故障錄波裝置的軟件原理，故障錄波的啟動(dòng)及錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式。,1,行業(yè)重點(diǎn),一、故障錄波裝置的應(yīng)用場(chǎng)所,第一節(jié) 概 述,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(dòng)裝置在事故過(guò)程中的動(dòng)作情況，迅速判斷線路故障的位置,2,行業(yè)重點(diǎn),二、故障錄波裝置的作用,（1）為正確分析事故原因、及時(shí)處理事故提供重要依據(jù)

2、。,（2）幫助尋找故障點(diǎn)，加快處理事故進(jìn)程，減輕巡線人 員勞動(dòng)強(qiáng)度。,根據(jù)裝置記錄的數(shù)據(jù)或波形，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(shí)、省力，對(duì)迅速恢復(fù)供電具有重要的作用。,3,行業(yè)重點(diǎn),（3）分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況，及時(shí)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(píng)價(jià)繼保和自動(dòng)裝置工作情況（正確動(dòng)作、誤動(dòng)、拒動(dòng)），尤其是發(fā)生轉(zhuǎn)換性故障時(shí)，裝置提供的準(zhǔn)確資料，可幫助發(fā)現(xiàn)繼保和自動(dòng)裝置的不足，有利于進(jìn)一步改進(jìn)和完善這些裝置。同時(shí)，真實(shí)記錄了斷路器的情況（跳、合閘時(shí)間，拒動(dòng)、跳躍、斷相等），可發(fā)現(xiàn)斷路器存在的問(wèn)題，消除隱患。,4,行

3、業(yè)重點(diǎn),（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(shí)、正確處理事故提供依據(jù)。,（5）實(shí)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)，研究電力系統(tǒng)振蕩。,故障錄波可以實(shí)測(cè)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)。,5,行業(yè)重點(diǎn),三、故障錄波裝置的發(fā)展,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,1、故障錄波裝置經(jīng)歷三個(gè)階段：,6,行業(yè)重點(diǎn),2、微機(jī)故障錄波裝置主要優(yōu)點(diǎn),（1）功能完整，自成體系。,錄波器具有16路模擬量輸入、16路開(kāi)關(guān)量輸入，還可以由23臺(tái)錄波器組屏構(gòu)成

4、32路或48路的故障錄波屏，具有擴(kuò)展靈活、工作相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn),（2）軟件啟動(dòng)錄波。,（3）錄波時(shí)間長(zhǎng)，錄波完整、不間斷。,7,行業(yè)重點(diǎn),（4）具有完善的智能化打印繪圖功能。,打印輸出時(shí)能夠?qū)︿洸〝?shù)據(jù)進(jìn)行分析，自動(dòng)確定繪圖比例，自動(dòng)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(shí)刻、故障元件、故障地點(diǎn)、故障類型、自動(dòng)重合閘動(dòng)作情況、開(kāi)關(guān)量動(dòng)作順序等。,（5）故障錄波數(shù)據(jù)后期處理。,對(duì)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?？蓪?duì)錄波數(shù)據(jù)全過(guò)程模擬量的每一部分及開(kāi)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。,8,行業(yè)重點(diǎn),（6）掉

5、電保護(hù)功能。,掉電時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘及錄波數(shù)據(jù)等信息不丟失。,（7）人機(jī)對(duì)話功能。,定值、時(shí)鐘和各種操作指令均可通過(guò)面板上按鍵和顯示器進(jìn)行直接的觀察和操作。,9,行業(yè)重點(diǎn),四、故障錄波裝置錄取量的選擇,1、錄取量的選擇包括模擬量和開(kāi)關(guān)量的選擇,選擇哪些錄取量應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)的電氣設(shè)備的要求。一般監(jiān)測(cè)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(wú)功、阻抗、諧波分量、溫度等，錄取的開(kāi)關(guān)量是重要的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)及保護(hù)裝置的狀態(tài)等。,10,行業(yè)重點(diǎn),開(kāi)關(guān)量的錄取,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

6、合閘的時(shí)間等。,3)錄波量力求完整。如對(duì)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(duì)于裝有相差高頻保護(hù)的線路，當(dāng)需要錄取高頻 信號(hào)時(shí)，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(hào)。對(duì)少錄的一相電流可采取 縱橫配合的方法來(lái)彌補(bǔ)。,6)當(dāng)需要記憶量時(shí)，可錄一組電流及一組相電壓。,11,行業(yè)重點(diǎn),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。,一般330KV及以上線路每回裝一套 220KV線路2-3回裝一套 110KV重要變電所出線3-4回裝一套。,12,行業(yè)重點(diǎn),一、微機(jī)故

7、障錄波裝置的組成,第二節(jié) 故障錄波裝置及基本原理,微機(jī)故障錄波裝置,軟件,硬件,后臺(tái)機(jī),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(dòng)用，將故障信息快速及時(shí)傳到后臺(tái)。,13,行業(yè)重點(diǎn),故障錄波裝置框圖,14,行業(yè)重點(diǎn),1、前置機(jī)是一個(gè)多CPU系統(tǒng),它由4個(gè)數(shù)據(jù)采集CPU插件、一個(gè)人機(jī)接口插件、開(kāi)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(gè)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(tái)PC機(jī)的內(nèi)存和硬盤(pán)容量更大。,1

8、5,行業(yè)重點(diǎn),2、后臺(tái)機(jī)部分主要用于數(shù)據(jù)處理和管理,由一臺(tái)PC機(jī)和一臺(tái)顯示器構(gòu)成，或由筆記本構(gòu)成。后臺(tái)機(jī)在前置機(jī)給出啟動(dòng)命令后即接收前置機(jī)送來(lái)的故障錄波數(shù)據(jù)、信息，通過(guò)數(shù)據(jù)處理及管理，完成故障測(cè)距計(jì)算，給出各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表格，繪圖打印輸出。,16,行業(yè)重點(diǎn),二、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(lái)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(dòng)任務(wù)、及時(shí)將數(shù)據(jù)傳送至后臺(tái)機(jī)。,17,行業(yè)重點(diǎn),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(shí)采樣及計(jì)算，每次定時(shí)采樣均進(jìn)入采樣中斷服務(wù)程序。,2.判斷啟動(dòng)任務(wù),分為內(nèi)部啟動(dòng)和外部啟動(dòng)兩種。,3.數(shù)據(jù)通信任務(wù),將數(shù)據(jù)采集

9、信息通過(guò)串行總線及時(shí)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(tái)機(jī)永久保存。,18,行業(yè)重點(diǎn),三、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,19,行業(yè)重點(diǎn),(一)主程序框圖原理說(shuō)明,20,行業(yè)重點(diǎn),二、采樣中斷服務(wù)程序原理說(shuō)明,21,行業(yè)重點(diǎn),三、故障錄波程序原理說(shuō)明,根據(jù)故障錄波的劃分時(shí)段、順序記錄的原理，檢測(cè)啟動(dòng)標(biāo)志后就保留故障前3周的首段記錄，隨即清啟動(dòng)標(biāo)志位，然后按順序賦值錄波段，再進(jìn)入按時(shí)段壓縮數(shù)據(jù)自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(guò)程中，檢出系統(tǒng)又發(fā)生故障（即檢出再啟動(dòng)），則錄波重新進(jìn)行，轉(zhuǎn)

10、入錄波初始程序。整個(gè)故障錄波過(guò)程就是按時(shí)段(AE)逐段順序記錄不斷循環(huán)完成錄波的。,22,行業(yè)重點(diǎn),一、故障錄波裝置的啟動(dòng),第三節(jié) 故障錄波裝置的應(yīng)用,裝置的故障錄波啟動(dòng),(一)內(nèi)部啟動(dòng),(二)外部啟動(dòng),23,行業(yè)重點(diǎn),（一)內(nèi)部啟動(dòng),(一)內(nèi)部啟動(dòng),1.各相相電壓和零序電壓突變量啟動(dòng),規(guī)定相電壓突變量為UK5%UN 規(guī)定零序電壓突變量為 U2%UN,2.過(guò)壓和欠壓?jiǎn)?dòng),3.主變壓器中性點(diǎn)電流越限啟動(dòng),規(guī)定變壓器中性點(diǎn)電流越限啟動(dòng)值為3I010%IN,4.頻率越限與變化率啟動(dòng),頻率越限啟動(dòng)值為50.5HZf49.5HZ； 頻率變化率啟動(dòng)值為df/dt0.1HZ/S,5.系統(tǒng)振蕩啟動(dòng),24,行業(yè)

11、重點(diǎn),(二)外部啟動(dòng),(二)外部啟動(dòng),1.斷路器的保護(hù)跳閘信號(hào)啟動(dòng),由繼電保護(hù)裝置跳閘命令啟動(dòng)故障動(dòng)態(tài)記錄時(shí)，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(hào)（最好是跳閘出口繼電器的觸點(diǎn)），以準(zhǔn)確記錄啟動(dòng)時(shí)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(dòng)和遙控啟動(dòng),可以由變電所就地和上級(jí)調(diào)度來(lái)遠(yuǎn)方命令啟動(dòng)。,25,行業(yè)重點(diǎn),二、錄波數(shù)據(jù)采樣及記錄方式,（一）分時(shí)段記錄方式,故障記錄可分為A、B、C、D、E共5個(gè)時(shí)段,對(duì)于這5個(gè) 時(shí)段不僅故障量記錄的時(shí)間長(zhǎng)短不同，而且故障量的 采樣頻率也不一樣。,26,行業(yè)重點(diǎn),27,行業(yè)重點(diǎn),(二)不定長(zhǎng)錄波,以上啟動(dòng)方式的錄波的結(jié)束條件為：所

12、有啟動(dòng)量全部復(fù)歸，并且記錄時(shí)間大于3S。,1.非振蕩故障啟動(dòng),在某一時(shí)刻，啟動(dòng)量滿足任一啟動(dòng)條件，裝置啟動(dòng)錄波。如果在錄波的過(guò)程中有且僅有這一次故障啟動(dòng)時(shí)，裝置將按A-B-C-D時(shí)段順序進(jìn)行錄波。如果裝置在已啟動(dòng)的錄波過(guò)程中，有突變量輸出或斷路器跳合閘信號(hào)時(shí)，若在B、C時(shí)段，則由t=0時(shí)刻開(kāi)始沿B、C、D、E時(shí)段重復(fù)執(zhí)行；否則應(yīng)沿A、B、C、D、E時(shí)段重復(fù)執(zhí)行。,28,行業(yè)重點(diǎn),2.特殊啟動(dòng)方式,如果系統(tǒng)故障后引起振蕩，而記錄已進(jìn)入E時(shí)段后，則立即轉(zhuǎn)入按D時(shí)段記錄，如果正在D時(shí)段則延長(zhǎng)20S。,特殊啟動(dòng)方式,如果出現(xiàn)長(zhǎng)期的電壓或頻率越限，可只記錄電壓值和頻率值，每秒一點(diǎn)或作相應(yīng)處理；,29,行業(yè)重點(diǎn),三、分析故障錄波實(shí)例,30,行業(yè)重點(diǎn),本章小結(jié),1.故障錄波裝置是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，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(dòng)記錄裝置。 2.故障錄波裝置的作用 3.微機(jī)故障