變電站故障錄波裝置培訓(xùn)課件

變電站故障錄波裝置培訓(xùn)課件演示文稿當(dāng)前1頁，總共73頁。變電站故障錄波裝置培訓(xùn)課件當(dāng)前2頁，總共73頁。

教學(xué)重點(diǎn)：

故障錄波裝置的硬件構(gòu)成；故障錄波裝置的操作說明；典型故障波形的分析。教學(xué)目的：通過學(xué)習(xí)，使學(xué)員對故障錄波裝置的應(yīng)用、發(fā)展有簡單了解，并在此基礎(chǔ)之上理解、掌握故障錄波裝置的硬件構(gòu)成、裝置各部分的操作方法。并通過典型故障波形的分析，使大家具備初步分析故障波形的能力。當(dāng)前3頁，總共73頁。1234概述故障錄波裝置的硬件構(gòu)成錄波裝置的操作說明典型波形的分析當(dāng)前4頁，總共73頁。一、故障錄波裝置的應(yīng)用場所第一節(jié)概述

故障錄波裝置主要用于發(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)裝置在事故過程中的動(dòng)作情況，迅速判斷線路故障的位置當(dāng)前5頁，總共73頁。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）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，對迅速恢復(fù)供電具有重要的作用。當(dāng)前6頁，總共73頁。（3）分析評價(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)），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)斷路器存在的問題，消除隱患。實(shí)際上，故障錄波裝置就是用二次值反映一次系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行工況，是縮小了的一次電力系統(tǒng)。一次系統(tǒng)的所有狀況理論上都可以在故障錄波裝置上分析出來。）當(dāng)前7頁，總共73頁。（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)。當(dāng)前8頁，總共73頁。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：當(dāng)前9頁，總共73頁。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、32路開關(guān)量輸入，還可以構(gòu)成故障錄波屏，具有擴(kuò)展靈活、工作相對獨(dú)立的特點(diǎn)（2）軟件啟動(dòng)錄波。（3）錄波時(shí)間長，錄波完整、不間斷。

當(dāng)前10頁，總共73頁。（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、開關(guān)量動(dòng)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，還可遠(yuǎn)傳錄波數(shù)據(jù)到調(diào)度中心進(jìn)行分析處理。當(dāng)前11頁，總共73頁。（6）掉電保護(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)對話功能。定值、時(shí)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。當(dāng)前12頁，總共73頁。四、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。當(dāng)前13頁，總共73頁。第二節(jié)故障錄波裝置硬件構(gòu)成一、主要技術(shù)指標(biāo)：模擬量輸入信號(hào)：可選擇配置16路、32路、48路、64路、80路、96路模擬量。開關(guān)量輸入信號(hào)：可選擇配置32路、64路、96路、128路、160路、192路開關(guān)量，為空節(jié)點(diǎn)輸入。也就是說一塊板子可以配置16路模擬量和32路開關(guān)量，在現(xiàn)場我們可以根據(jù)現(xiàn)場需要采集的模擬量和開關(guān)量數(shù)量，選配不同數(shù)量的板子。成莊110kV站分別配置了4塊模擬量和開關(guān)量輸入板，分別為AI0、AI1、AI2、AI3和DI0、DI1、DI2、DI3。但實(shí)際上站內(nèi)需要接入的信號(hào)只有模擬量48路，開關(guān)量96路，所以分別備用了1個(gè)模擬量和一個(gè)開關(guān)量板子，可以用于將來的擴(kuò)展和更換用。實(shí)際接入信號(hào)如下表所示：當(dāng)前14頁，總共73頁。模擬量（共48路）1110kVI段Ua2110kVI段Ub3110kVI段Uc4110kVI段3Uo5110kVII段Ua6110kVII段Ub7110kVII段Uc8110kVII段4Uo9電壓3Ua10電壓3Ub11電壓3Uc12電壓33Uo13157Ia14157Ib15157Ic161573Io17156Ia18156Ib19156Ic201563Io21153Ia22153Ib23153Ic241533Io25155Ia26155Ib27155Ic281553Io29154Ia30154Ib31154Ic321543Io33備用Ia34備用Ib35備用Ic36備用3Io37分段電流Ia38分段電流Ib39分段電流Ic40分段電流3Io41備用電流1Ia42備用電流1Ib43備用電流1Ic44備用電流13Io45備用電流2Ia46備用電流2Ib47備用電流2Ic48備用電流23Io當(dāng)前15頁，總共73頁。開關(guān)量（共96路）1157斷路器位置2157保護(hù)跳閘3157重合閘動(dòng)作4157裝置報(bào)警5157保護(hù)裝置異常6

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9156斷路器位置10156保護(hù)跳閘11156重合閘動(dòng)作12156裝置報(bào)警13156保護(hù)裝置異常14

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17153斷路器位置18153保護(hù)跳閘19153重合閘動(dòng)作20153裝置報(bào)警21153保護(hù)裝置異常22

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25155斷路器位置26155保護(hù)跳閘27155重合閘動(dòng)作28155裝置報(bào)警29155保護(hù)裝置異常30

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33154斷路器位置34154保護(hù)跳閘35154重合閘動(dòng)作36154裝置報(bào)警37保護(hù)裝置異常38

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41150斷路器位置42150保護(hù)跳閘43150重合閘動(dòng)作44150裝置報(bào)警45150保護(hù)裝置異常46

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65110KV母線保護(hù)裝置66110KV母線保護(hù)裝置67110KV母線保護(hù)裝置68110KV母線保護(hù)裝置69110KV母線保護(hù)裝置70110KV母線保護(hù)裝置71110KV母線保護(hù)裝置72110KV母線保護(hù)裝置73110KV母線保護(hù)裝置74110KV母線保護(hù)裝置75

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當(dāng)前16頁，總共73頁。啟動(dòng)方式：相電流越限；相電壓欠壓、過壓越限；相電壓、零序電壓突變量；相電流突變量；正序、負(fù)序、零序分量啟動(dòng)；頻率越限；電流變差啟動(dòng)；開關(guān)量變位啟動(dòng)；手動(dòng)啟動(dòng)；遠(yuǎn)方啟動(dòng)。工作環(huán)境：正常工作溫度：0℃至+45℃；極限工作溫度：-10℃至+50℃。當(dāng)前17頁，總共73頁。硬件構(gòu)成

硬件系統(tǒng)全部采用模塊化設(shè)計(jì)，裝置硬件主要由前置機(jī)、后臺(tái)機(jī)、變送箱三部分組成。當(dāng)前18頁，總共73頁。故障錄波屏前視圖當(dāng)前19頁，總共73頁。故障錄波屏后視圖當(dāng)前20頁，總共73頁。故障錄波屏端子排圖-模擬量端子排當(dāng)前21頁，總共73頁。故障錄波屏端子排圖-開關(guān)量端子排當(dāng)前22頁，總共73頁。1、前置機(jī)

前置機(jī)采用插件式結(jié)構(gòu)，包括管理CPU板、智能A/D板、開關(guān)量輸入板、裝置信號(hào)板、電源板。每塊A/D板可管理16路模擬量和32路開關(guān)量。A/D板的數(shù)量可根據(jù)用戶不同的要求而配置，前置機(jī)最多可管理6塊A/D板。前置機(jī)主要用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲(chǔ)管理、啟動(dòng)判斷、頻率跟蹤、同步時(shí)序控制、時(shí)鐘管理及通過同步串行口與后臺(tái)數(shù)據(jù)處理部分的通訊功能等。當(dāng)前23頁，總共73頁。前置機(jī)照片（前后，后面重點(diǎn)說接入信號(hào)）當(dāng)前24頁，總共73頁。智能A/D采樣模塊

輸入裝置的模擬量和開關(guān)量信號(hào)分別經(jīng)電磁隔離和光電隔離進(jìn)入前置機(jī)，由智能A/D板完成對模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理并通過雙開RAM實(shí)現(xiàn)與管理CPU之間的數(shù)據(jù)交換。當(dāng)前25頁，總共73頁。管理板模塊管理CPU板為數(shù)據(jù)管理機(jī)，帶有一個(gè)大容量掉電保持RAM，主要完成部分故障啟動(dòng)判斷、故障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、通訊管理等功能。當(dāng)前26頁，總共73頁。通訊模塊通訊板是前置機(jī)與后臺(tái)機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的橋梁，通過通訊板的同步串口，完成兩者之間的數(shù)據(jù)交換。當(dāng)前27頁，總共73頁。2、后臺(tái)機(jī)后臺(tái)機(jī)采用工控機(jī)并加擴(kuò)展的通訊板組成。是故障錄波器的數(shù)據(jù)處理和交換中心，主要完成數(shù)據(jù)的分析及處理、數(shù)據(jù)存盤、故障測距、故障分析結(jié)果打印、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、向上級站聯(lián)網(wǎng)通訊、通訊規(guī)約轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能。除此之外還具有以下基本菜單功能：系統(tǒng)配置、時(shí)鐘設(shè)置、變比校正、參數(shù)設(shè)置、定值設(shè)定、故障記錄查詢、實(shí)時(shí)模擬量波形顯示、實(shí)時(shí)開關(guān)量顯示、通道整定、啟動(dòng)量屏蔽等。當(dāng)前28頁，總共73頁。后臺(tái)機(jī)照片當(dāng)前29頁，總共73頁。第三節(jié)故障錄波裝置的操作說明3.1前置機(jī)使用說明3.2后臺(tái)機(jī)使用說明3.3系統(tǒng)配置及參數(shù)設(shè)置當(dāng)前30頁，總共73頁。前置機(jī)前面板圖當(dāng)前31頁，總共73頁。前置機(jī)背視圖當(dāng)前32頁，總共73頁。3.2后臺(tái)機(jī)使用說明主要功能選項(xiàng)包括：實(shí)時(shí)監(jiān)視、故障分析、時(shí)鐘設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、通道整定。當(dāng)前33頁，總共73頁。模擬量實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前34頁，總共73頁。開關(guān)量實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前35頁，總共73頁。故障分析對錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析處理是后臺(tái)軟件的重要功能之一，分析處理的主要內(nèi)容包括：故障前后模擬量、開關(guān)量、有功、無功、系統(tǒng)頻率的波形顯示，時(shí)間標(biāo)尺顯示，故障過程分析，任一時(shí)刻的有效值、瞬時(shí)值、諧波、相位、序分量、頻率、有功、無功、視在功率的顯示等。這些功能的實(shí)現(xiàn)能夠滿足事故后現(xiàn)場技術(shù)人員對故障分析處理的需要。當(dāng)前36頁，總共73頁。故障分析界面當(dāng)前37頁，總共73頁。故障查詢界面故障查詢系統(tǒng)提供四種故障查詢的方法，供用戶方便的進(jìn)行故障檢索：當(dāng)前38頁，總共73頁。1）直接打開故障文件：所有故障文件都存放于C盤固定文件夾中，故障文件是以故障發(fā)生的時(shí)間來命名的，通過故障發(fā)生時(shí)間來提取故障文件；2）根據(jù)故障檔案進(jìn)行故障查詢：故障發(fā)生后，系統(tǒng)將故障分析的結(jié)果形成一條簡要的檔案記錄，歸入故障檔案文件中，具體包括線路名稱、故障類型等，通過故障檔案可以提取故障文件；3）按日期進(jìn)行故障查詢：可以按照故障日期以及時(shí)間范圍的方式來查找故障文件；4）按跳閘選擇故障：將設(shè)置時(shí)間范圍內(nèi)，具有斷路器跳閘的故障文件篩選出來，供故障查詢。當(dāng)前39頁，總共73頁。顯示切換顯示切換當(dāng)前40頁，總共73頁。1）模擬量波形分析：顯示故障前后模擬量波形；2）開關(guān)量波形分析：顯示故障前后開關(guān)量波形；3）有功功率波形分析：顯示故障前后有功功率波形；4）無功功率波形分析：顯示故障前后無功功率波形；5）系統(tǒng)頻率波形分析：顯示故障前后頻率變化波形；6）故障分析：顯示故障分析結(jié)果。包括：故障發(fā)生日期，故障啟動(dòng)量，故障前電壓、電流的有效值，故障后第一周波電壓、電流有效值。當(dāng)前41頁，總共73頁。圖像操作圖像操作當(dāng)前42頁，總共73頁。顯示方式顯示方式當(dāng)前43頁，總共73頁。向量分析相量分析當(dāng)前44頁，總共73頁。單端測距單端測距當(dāng)前45頁，總共73頁。3.3系統(tǒng)配置及參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)包括：系統(tǒng)配置、模擬量、開關(guān)量、線路參數(shù)、序分量、其它、串口。當(dāng)前46頁，總共73頁。系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置當(dāng)前47頁，總共73頁。模擬量設(shè)置模擬量參數(shù)設(shè)置當(dāng)前48頁，總共73頁。開關(guān)量設(shè)置開關(guān)量參數(shù)設(shè)置當(dāng)前49頁，總共73頁。線路參數(shù)設(shè)置界面線路參數(shù)設(shè)置當(dāng)前50頁，總共73頁。序分量設(shè)置界面序分量設(shè)置當(dāng)前51頁，總共73頁。在講故障分析之前，大家先看幾張典型的故障錄波圖，畢竟后續(xù)所有的故障分析都是在這幾張圖上進(jìn)行的，或是在這個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行的。第四節(jié)故障錄波裝置的應(yīng)用模擬量錄波圖當(dāng)前52頁，總共73頁。開關(guān)量錄波圖當(dāng)前53頁，總共73頁。故障分析報(bào)告當(dāng)前54頁，總共73頁。故障分析報(bào)告當(dāng)前55頁，總共73頁。故障分析報(bào)告當(dāng)前56頁，總共73頁。故障分析報(bào)告當(dāng)前57頁，總共73頁。

故障波形圖中讀取準(zhǔn)確事件時(shí)間

故障分析簡報(bào)根據(jù)相關(guān)量的開入時(shí)刻給出了各事件發(fā)生的時(shí)間。由保護(hù)自動(dòng)給出的分析報(bào)告，有時(shí)并不十分準(zhǔn)確。如斷路器跳開或合上時(shí)間，一般來自斷路器位置觸點(diǎn)。斷路器位置觸點(diǎn)與主觸頭并不精確同步，會(huì)有一定時(shí)差。此外，給出的信息不一定完整。

因此往往需要從波形圖中直接讀取各事件的相對時(shí)間，即以電流或電壓波形變化比較明顯的時(shí)刻為基準(zhǔn)，讀取各事件發(fā)生的相對時(shí)間。因?yàn)殡娏髯兇蠛碗妷鹤冃r(shí)刻可較準(zhǔn)確判斷為故障已發(fā)生;故障電流消失和電壓恢復(fù)正常的時(shí)刻可判斷為故障已切除。以以下故障波形圖為例說明讀取準(zhǔn)確事件時(shí)間的方法。四、故障錄波圖讀圖方法當(dāng)前58頁，總共73頁。A故障持續(xù)時(shí)間為從電流開始變大或電壓開始減低開始到故障電流消失或電壓恢復(fù)正常的時(shí)間,故障持續(xù)時(shí)間60ms。當(dāng)前59頁，總共73頁。B保護(hù)動(dòng)作時(shí)間是從故障開始到保護(hù)出口的時(shí)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(shí)間，保護(hù)動(dòng)作最快時(shí)間為15ms。當(dāng)前60頁，總共73頁。C開關(guān)跳閘時(shí)間是從保護(hù)輸出觸點(diǎn)閉合到故障電流消失的時(shí)間。開關(guān)跳閘時(shí)間為45ms。一般不用斷路器位置觸點(diǎn)閉合或返回信號(hào)。當(dāng)前61頁，總共73頁。D保護(hù)返回時(shí)間是指故障電流消失時(shí)刻到保護(hù)輸出觸點(diǎn)斷開的時(shí)間，保護(hù)返回時(shí)間為30ms。當(dāng)前62頁，總共73頁。E合閘裝置出口動(dòng)作時(shí)間是從故障消失開始計(jì)時(shí)到發(fā)出重合命令(重合閘觸點(diǎn)閉合)的時(shí)間，重合閘動(dòng)作時(shí)間為862ms。當(dāng)前63頁，總共73頁。F開關(guān)合閘時(shí)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(shí)間，斷路器合閘時(shí)間為218ms。一般不用斷路器位置觸點(diǎn)閉合或返回信號(hào)。當(dāng)前64頁，總共73頁。t當(dāng)前65頁，總共73頁。故障錄波圖關(guān)鍵數(shù)據(jù)的讀取方法以上介紹的是波形圖中時(shí)間的讀取方法，實(shí)際上各模擬量的有效值、相位等，利用微機(jī)電力故障錄波裝置提供的波形查看功能，可以很簡單的讀出來。在現(xiàn)場應(yīng)用中，實(shí)際上一些基本信息的讀取通過故障錄波分析軟件的分析處理后是非常便捷的。在故障發(fā)生后，可以通過故障錄波裝置自動(dòng)生成的故障分析報(bào)告中獲得準(zhǔn)確相應(yīng)故障的關(guān)鍵信息，包括：故障時(shí)間、保護(hù)動(dòng)作情況、故障相別及類型、故障電流、故障測距、重合閘動(dòng)作情況等，這樣可以更快地對故障情況作出準(zhǔn)確判斷利于下一步的事故處理；當(dāng)前66頁，總共73頁。2016年06月04日22時(shí)01分02秒，成莊110kV站后臺(tái)監(jiān)控機(jī)告警：110kV成中II回155開關(guān)電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)由合到分；通過查看南瑞后臺(tái)機(jī)故障錄波及110kV專用故障錄波器，發(fā)現(xiàn)故障相別為A相，測距為2.2kM，通過分析故障前后數(shù)據(jù)變化：成中II回155開關(guān)A相電流由故障前的0.42A變?yōu)楣收虾蟮?2.48A，B、C相變化不明顯。110KVII段母線A相電壓由故障前的59.14V變?yōu)楣收虾蟮?7.95V,母線的3U0值由故障前的0.04V變?yōu)楣收虾蟮?0.31V。22時(shí)24分38秒，根據(jù)電調(diào)命令試送155開關(guān)，試送成功。當(dāng)前67頁，總共73頁。變比（300/5）IA（A）IB（A）IC（A）3I0（A）故障前0.42（25.2）0.43（25.8）0.42（25.2）0.01故障后42.48（2548.8）3.37（202.2）3.83（229.8）35.51當(dāng)前68頁，總共73頁。

分析故障錄波圖的基本方法

當(dāng)保護(hù)屏處打印出一故障波形圖時(shí)，應(yīng)該首先觀察波形圖的全貌，再判斷故障類型、保護(hù)的動(dòng)作行為、斷路器的動(dòng)作行為及故障的持續(xù)時(shí)間等信息，寫出簡要的故障分析報(bào)告。由于故障波形圖載有大量的故障信息，還可以詳細(xì)地分析電流、電壓波形特點(diǎn)及其變化過程，從中得到對查找事故有用信息。當(dāng)前69頁，總共73頁。

分析故障錄波圖的基本方法我們將波形圖分析方法簡單歸納為以下步驟：

1、首先要通過前面所學(xué)過的知識(shí)大致判斷系統(tǒng)發(fā)生了什么故障，故障持續(xù)了多長時(shí)間；

2、以某一相電壓或電流的過零點(diǎn)