故障录波器应用研究(一)

二期故障录波器故障录波器假设应用研究(1)作者：匿名2008年1月23日193360403:38

频道：关键词：摘要：在分析故障录波器应用现状和存在问题的基础上，探讨了录波器的发展方向，提出了杨二公司二期故障录波器的概念和方案关键词：故障录波器；app应用

0前言

故障录波器不仅是研究现代电网的基础，也是评估继电保护动作、分析设备故障性质和原因的重要依据。性能优异的故障录波器在保证电力系统安全运行和提高电能质量方面发挥着重要作用。电力故障录波器已成为记录电力系统动态过程不可缺少的精密设备。其主要任务是记录短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大系统扰动发生后，系统电气参数的变化过程以及继电保护和安全自动装置的动作行为。

1电力系统故障录波技术要求及故障录波器的实现

1.1电力系统故障记录技术要求

电力系统故障动态过程记录的主要任务是记录短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大的系统扰动后，系统电气参数的变化过程以及继电保护和安全自动装置的动作行为。电力系统故障录波技术要求；

1)当系统发生大扰动，包括远程故障时，可以根据需要自动记录扰动的全过程，当系统动态过程基本终止时，自动停止记录。

2)存储容量要足够大。当系统连续发生大扰动时，应能记录每次大扰动后的全过程数据，并按要求输出系统电气参数(1，U，P，Q，F)和前一次扰动后保护装置和安全自动装置的动作。

3)记录的数据可靠安全，符合要求，无失真。记录频率(每个工频周期的采样次数)和记录间隔(连续或定期记录一次)应以每次大扰动的开始为依据，并应满足不同时期的要求。选择原则是：

(1)满足分析数据的要求；

充满了运营部故障分析和系统分析的需求；

尽可能只记录和输出符合实际需要的数据；

各安装点记录和输出的数据应及时同步，以满足集中处理系统对所有信息的要求。1.2故障记录器的实现

故障录波器通常有三种不同的方法实现故障录波：

1)高速故障记录

要求记录线路配电参数动作所涉及的短路故障或系统运行引起的电流和电压的暂态过程。主要用于检测新型高速继电保护和安全自动装置的动作行为，也可用于记录系统操作过电压和可能出现的铁磁谐振现象。其特点是：采样速度快，一般采样频率不低于5 khz整个记录时间很短，比如不超过1s。

2)故障动态过程记录

记录大扰动引起的系统电流、电压及其衍生量，如有功功率、无功功率和系统频率的全过程变化。主要用于检测继电保护和安全自动装置的动作行为，了解系统暂态(动态)过程中系统各种电气参数的变化规律，检查电力系统程序和模型参数计算的正确性。其特点是采样速度低，一般不超过1.0kHz，但记录时间长，直到频率大于o.1Hz的瞬态动态过程基本结束才会终止。系统中广泛使用的各种故障录波器和事件顺序录波器都属于这一类。 #p#分页标题#e#

3)长过程的动态记录

在电厂中，它主要用于记录蒸汽流量、蒸汽压力、阀门位置、有功和无功功率输出、转子转速或频率以及主机的励磁电压；在变电站中，它用于记录主线路的有功潮流、母线电压和频率、干式变压器的分接头位置以及自动装置的动作行为。其特点是采样速度低(每几秒钟一次)，整个过程时间长。

2故障录波器的发展历史、应用现状及存在的问题

20世纪60年代末，我电力系统开始应用基于光电转换原理的故障录波器，120胶片作为记录载体。自20世纪80年代中期以来，随着计算机技术引入继电保护领域，微机故障录波器发展迅速，成为电网故障信息记录的主力军，在许多重大事故的调查分析中发挥着重要作用。虽然微机故障录波器的数据记录性能有了很大提高，但光电故障录波器存在记录环节多、容量小、无时间刻度、无记忆能力、数据读取误差大等问题。具有记忆功能强、存储容量大、故障定时、故障类型判别、故障参数和事件序列记录、远程数据传输和方便后台分析等特点，得到了极大的发展。但是，从长期的运行实践和目前故障录波器实现故障录波的三种不同方法来看，仍然存在以下问题：

2.1基本问题

1)数据采集设备集中布置，采集各种电参数需要大量的二次电缆，不仅造成资源的大量浪费，而且增加了PT和CT的负担，直接影响数据记录的准确性。

2)录波方法不一致，全网各点录波器时间参考系统不同，不便于统一分析和统计查询。

3)数据输出方式简单，交换接口层次多，交换速率低，协议不统一，不便于组网、数据远程传输和综合分析。

4)不方便与其他故障分析设备交换数据。

5)缺乏对实时数据和矢量的监控手段。

2.2瓶颈问题

传统的故障录波器利用记忆周期记录采样数据。记录周期为秒，根据故障启动元件的启动，通过通信网络将故障数据存储在永久存储介质上。因此，笔者认为故障录波器记录故障

1)内存容量

常规故障录波器的内存容量为MB级。当系统发生多次扰动，同时启动元件多次启动时，内存容量的限制易导致丢失录波数据。

2)启动元件

启动元件是故障录波器的核心元件，如果启动元件在故障时不能启动，则无法捕捉到故障数据，故障录波器失去实用性。如启动元件配置的灵敏度过高，导致录波器启动频繁，在通讯网采用慢速通道时，容易引起故障录波数据丢失。

3)通讯网速度

①从内存到永久存储介质的速度。这个指标对启动元件频繁启动时，是否丢失录波数据起决定性作用。

②从本地到故障录波管理机的数据传输速度。这个指标对快速分析故障，提高分析故障的速度异常重要。#p#分页标题#e#

2．3关键问题

1)启动的同时性

随着机组容量的不断增大，系统和厂用电的配置也越来越复杂，进入故障录波装置的量也越来越多，而每个录波单元的容量是一定的，因此目前普遍采用了多套录波单元的做法。但多套录波单元启动的同时性问题一直未能很好的解决：要么多套录波单元不能同时启动；要么采用级联、扩展的方法实现多套启动，但在启动时间上存在明显差异，给故障的分析带来了极大的不便。

2)录波的真实性

传统录波装置通常以全波傅立叶算法计算每周波(20ms)的电压、电流的幅值／相位，其采样与电力系统频率(50Hz)同步，但无自适应频率变化采样功能。而电力系统出现短路故障时，往往含有丰富的高次谐波分量，装置此时若仍以50Hz的倍频同步采样的话，必将造成波形的严重失真。

而其中如何确定合适的启动判据，如何同时启动一套系统的多个单元更是常规故障录波器技术上的关键和难点，其已经成为影响故障录波实现的顽疾。