第七章 故障录波装置

1、第七章第七章 故障录波装置故障录波装置v要求：要求：熟悉故障录波装置的熟悉故障录波装置的作用作用，了解微机，了解微机型故障录波装置特点以及应用，了解型故障录波装置特点以及应用，了解录取量录取量的选择的选择和故障录波装置的和故障录波装置的配置配置。v故障录波装置是电力系统十分重要的故障录波装置是电力系统十分重要的安全自动装安全自动装置之一置之一。由于故障录波装置对提高电力系统的安。由于故障录波装置对提高电力系统的安全运行水平极为重要，全运行水平极为重要，继电保护和安全自动装继电保护和安全自动装置技术规程置技术规程规定：为了分析电力系统故障及继规定：为了分析电力系统故障及继电保护和安全自动装置在事

2、故过程中的动作情况，电保护和安全自动装置在事故过程中的动作情况，在主要发电厂、在主要发电厂、220kV220kV及以上变电站和及以上变电站和110kV110kV重要重要变电站，应装设故障录波装置。变电站，应装设故障录波装置。故障录波装置是故障录波装置是一种常年投入运行，监视电力系统运行状态的自一种常年投入运行，监视电力系统运行状态的自动记录装置。动记录装置。一、故障录波装置的作用一、故障录波装置的作用v故障录波装置是提高电力系统安全运行的重要装置。故障录波装置是提高电力系统安全运行的重要装置。电力系统正常运行时，故障录波装置只进行数据采电力系统正常运行时，故障录波装置只进行数据采集，一般不启动

3、录波，只有当系统发生故障或振荡集，一般不启动录波，只有当系统发生故障或振荡时才进行录波。时才进行录波。其作用有以下几个方面：其作用有以下几个方面：（1 1）为正确分析事故原因，及时处理事故提供依据。）为正确分析事故原因，及时处理事故提供依据。v通过录取的故障过程波形图，可以通过录取的故障过程波形图，可以反映故障类型、反映故障类型、相别、故障电流、电压等数据，断路器的跳合闸时相别、故障电流、电压等数据，断路器的跳合闸时间和重合闸是否成功间和重合闸是否成功等情况，据此可以分析事故原等情况，据此可以分析事故原因，研究有效的防范措施，减少故障发生。因，研究有效的防范措施，减少故障发生。（2 2）为查找

4、故障点提供依据。）为查找故障点提供依据。v由故障录波图可判断故障性质，并根据电流、电压由故障录波图可判断故障性质，并根据电流、电压等录波量的大小等录波量的大小计算故障点位置计算故障点位置，微机型故障录波微机型故障录波装置可直接测算故障点位置，装置可直接测算故障点位置，使巡线范围大大缩小，使巡线范围大大缩小，省时、省力省时、省力，对迅速恢复供电具有重要作用。，对迅速恢复供电具有重要作用。（3 3）帮助正确评价继电保护、自动装置、高压断路）帮助正确评价继电保护、自动装置、高压断路器的工作情况，及时发现这些设备的缺陷，以便消器的工作情况，及时发现这些设备的缺陷，以便消除事故隐患。除事故隐患。（4）为

5、检修工作提供依据。）为检修工作提供依据。从故障录波分析发现，从故障录波分析发现，有时单相接地故障发生在不同相别，切除故障电有时单相接地故障发生在不同相别，切除故障电流并未集中在断路器的同一相，因此断路器检修流并未集中在断路器的同一相，因此断路器检修工作，应根据录波实际情况而定。工作，应根据录波实际情况而定。（5）通过对已查证落实故障点的录波，）通过对已查证落实故障点的录波，可核对系可核对系统参数的准确性，改进计算工作或修正系统使用统参数的准确性，改进计算工作或修正系统使用参数。参数。（6）统计分析系统振荡时有关参数。）统计分析系统振荡时有关参数。故障录波装故障录波装置对系统振荡全过程的录波，可

6、以分析振荡性质置对系统振荡全过程的录波，可以分析振荡性质(同期或非同期同期或非同期)、振荡周期、振荡中心、振荡电、振荡周期、振荡中心、振荡电流等，以提供振荡计算中有关的实际参数。流等，以提供振荡计算中有关的实际参数。二、故障录波装置的发展二、故障录波装置的发展v根据录波原理的不同，故障录波装置经历了根据录波原理的不同，故障录波装置经历了机械机械油墨式油墨式、机械机械光线式光线式阶段，发展到阶段，发展到现在普遍使用的现在普遍使用的微机型微机型故障录波装置。故障录波装置。v机械机械油墨式现已经被淘汰，机械油墨式现已经被淘汰，机械光线式光线式由于存在启动速度慢、精度低、录波时间短由于存在启动速度慢、

7、精度低、录波时间短等缺点，实际中也很少使用了。目前广泛使等缺点，实际中也很少使用了。目前广泛使用的是微机型故障录波装置。用的是微机型故障录波装置。三、微机型故障录波装置的特点三、微机型故障录波装置的特点（1）微机型故障录波装置）微机型故障录波装置采用分布式计算机结构，采用分布式计算机结构，将实时与非实时任务合理分配给前台机、后台机，将实时与非实时任务合理分配给前台机、后台机，具有完善的软、硬件自检功能，采用具有完善的软、硬件自检功能，采用ISA总线结总线结构，具有高可靠性、高抗干扰性、高数据传输率，构，具有高可靠性、高抗干扰性、高数据传输率，能保证装置长期稳定可靠运行。能保证装置长期稳定可靠运

8、行。（2）软件启动录波软件启动录波。采用键盘设定录波启动方式。采用键盘设定录波启动方式及启动限值，具有人机对话功能，便于在工作现及启动限值，具有人机对话功能，便于在工作现场整定限值，也简化了硬件配置。场整定限值，也简化了硬件配置。（3）录波时间长，录波完整、不间断。录波时间长，录波完整、不间断。（4）具有）具有完善的软、磁盘系统及智能化打印绘图完善的软、磁盘系统及智能化打印绘图功能。功能。（5）故障录波数据后期处理。对）故障录波数据后期处理。对故障录波后的数故障录波后的数据，可在据，可在PC机上用专用的软件进行离线处理。机上用专用的软件进行离线处理。（6）掉电保护功能掉电保护功能。掉电时，实时

9、时钟及录波数。掉电时，实时时钟及录波数据等信息不丢失。据等信息不丢失。（7）人机对话功能人机对话功能。定值、时钟和各种操作指令。定值、时钟和各种操作指令均可通过面板上的按键和显示器进行直接观察和均可通过面板上的按键和显示器进行直接观察和操作。操作。四、四、 录取量的选择录取量的选择v录取量的选择包括模拟量和开关量的选择，选择哪录取量的选择包括模拟量和开关量的选择，选择哪些录取量应些录取量应根据监测电气设备的要求根据监测电气设备的要求。一般发电厂。一般发电厂和变电所监测的电气设备有发电机、变压器、输电和变电所监测的电气设备有发电机、变压器、输电线路等，所以录取的模拟量可以是线路等，所以录取的模拟

10、量可以是与这些设备有关与这些设备有关的三相电压、电流、零序电压、零序电流、有功功的三相电压、电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率及有关谐波分量率、无功功率及有关谐波分量等；录取的开关量可等；录取的开关量可以是以是重要断路器、隔离开关及保护装置的状态重要断路器、隔离开关及保护装置的状态等。等。五、五、 故障录波装置的配置故障录波装置的配置v需考虑：需考虑：便于分析事故、便于寻找故障点、便于便于分析事故、便于寻找故障点、便于监视系统中的主要设备。监视系统中的主要设备。v一般一般330kV及以上线路每回装一套及以上线路每回装一套v220kV线路线路23回装一套回装一套v110kV重要变电所出

11、线重要变电所出线3 4回装一套。回装一套。其他安全自动装置简介其他安全自动装置简介一、自动解列装置一、自动解列装置v从经济和安全出发，在从经济和安全出发，在正常情况正常情况下电力系统实行下电力系统实行并联运行是有利的，所以各地区之间，甚至国家并联运行是有利的，所以各地区之间，甚至国家之间的电力系统根据互利原则一般都实行之间的电力系统根据互利原则一般都实行联网运联网运行行。v然而当处理然而当处理系统振荡性事故系统振荡性事故时，有时时，有时被迫采用解被迫采用解列列方法，待事故经适当处理之后再作并列操作使方法，待事故经适当处理之后再作并列操作使电力系统恢复并联运行。电力系统恢复并联运行。有时有时在事

12、故情况在事故情况下，为了不使事故扩大，下，为了不使事故扩大， “解列解列”也是一种很有效的措施。也是一种很有效的措施。v( (一一) )厂用电系统解列的应用厂用电系统解列的应用v当系统出现严重功率缺额时，将引起系统频率大幅当系统出现严重功率缺额时，将引起系统频率大幅度下降。系统频率过低会引起厂用电动机出力下降，度下降。系统频率过低会引起厂用电动机出力下降，厂用电动机输出功率减小是形成厂用电动机输出功率减小是形成“频率崩溃频率崩溃”事故事故的主要原因。因此，如能使厂用电系统供电频率维的主要原因。因此，如能使厂用电系统供电频率维持在额定值附近运行，则可事故进一步恶化。持在额定值附近运行，则可事故进

13、一步恶化。正常运行时厂用电由正常运行时厂用电由I I、组母线供电，并经主变压器组母线供电，并经主变压器T1T1与与系统相连。当系统频率正大幅度下降时，断开断路器系统相连。当系统频率正大幅度下降时，断开断路器QFlQFl就就可使厂用电系统与电力系统解列。这时厂用电系统由本厂可使厂用电系统与电力系统解列。这时厂用电系统由本厂1#1#、2#2#机单独供电，不受系统低频率的影响，提高了电厂机单独供电，不受系统低频率的影响，提高了电厂运行的可靠性，对整个系统的安全运行是有利的。运行的可靠性，对整个系统的安全运行是有利的。( (二二) ) 系统解列的应用系统解列的应用v在联合电力系统运行中，各区域电力系统

14、之间经联在联合电力系统运行中，各区域电力系统之间经联络线相连，系统容量越大，承受功率缺额的能力越络线相连，系统容量越大，承受功率缺额的能力越强，所以联网运行的优点是很明显的。强，所以联网运行的优点是很明显的。v但在某些情况下，当存在约束条件时，联合系统的但在某些情况下，当存在约束条件时，联合系统的优势就受到了限制。优势就受到了限制。v如图所示的电力系统，如图所示的电力系统，A A系统向系统向B B系统输送的功率系统输送的功率为为P PABAB。输电线路的极限输送功率为。输电线路的极限输送功率为P PABMABM。设系统。设系统B B由于事故发生了严重的功率缺额，引起整个系统由于事故发生了严重的

15、功率缺额，引起整个系统频率下降，这时频率下降，这时A A系统虽有足够的旋转备用容量，系统虽有足够的旋转备用容量，但由于受到但由于受到P PABMABM的约束而不能发挥其支援作用，这的约束而不能发挥其支援作用，这时如果频率下降严重，将威胁系统时如果频率下降严重，将威胁系统A A的安全运行。的安全运行。v此时，为了控制事故范围，不致使它波及邻近区此时，为了控制事故范围，不致使它波及邻近区域，被迫将两系统解列运行是有利的。域，被迫将两系统解列运行是有利的。二、水轮机组低频自启动装置二、水轮机组低频自启动装置v水轮发电机组水轮发电机组的启动过程较汽轮机组的简单得多，的启动过程较汽轮机组的简单得多，启动过程只需几分钟启动过程只需几分钟