故障錄波裝置設計資料

㈠ 故障錄波的應用

隨著電網規模日益擴大，就需要一個能夠准確進行故障元件診斷、事故後數據分析、保護動作行為評價等功能完善的電網故障信息綜合分析系統。這對於電力系統的安全可靠運行起著十分重要的作用。
電力系統的調度自動化是電網安全穩定運行的重要保證，隨著其自動化水平的不斷提高以及通信等技術的加盟，促進了網路層的EMS（能量管理系統）、SCADA系統（數據採集及監視控制），廠站端的SOE（事件順序記錄）、PDR（事故追憶記錄）等配套設施的不斷出現和改進。多年來，電力系統自動故障記錄已成為分析系統事故，特別是分析繼電保護動作行為的重要依據。尤其是以微機為基礎的故障錄波裝置，能夠記錄電網故障發生前後電氣量和狀態變化過程信息，完整地反映故障後的瞬間變化及繼電保護的動作行為，並有數據存檔和數據再分析的能力。而且，隨著通信技術的介入，電網調度端可以隨時收集分布於各個廠站的故障錄波器的信息，這就是故障錄波器聯網系統[1][2]。到目前為止，各網（省）調已相繼完成以實現全網故障錄波數據遠傳為主要目標的聯網工作。其目的非常明確：提高電力系統調度和運行的水平，提高處理電力系統事故的快速反應能力，確保電力系統安全可靠供電。從而，所有上述調度自動化配套設施，都為開發電網故障信息綜合分析系統提供了廣闊的平台。
基於以上分析，本文開發了一種基於故障錄波信息的調度端電網故障診斷系統，提出了「軟保護」的診斷思想，實現了電網調度端的故障錄波信息管理、電網層的故障元件診斷、以及雙端測距等功能。並用電磁暫態分析程序ATP（The Alternative Transients Program）和MATLAB語言對整套軟體的演算法進行了模擬驗證。下面將重點介紹故障診斷模塊的實現。
1 電網故障診斷系統各模塊及實現功能
基於調度端的電網故障診斷及信息分析系統分為幾個功能模塊：資料庫模塊、系統管理模塊、故障診斷模塊、故障信息分析模塊、保護和開關動作行為評價模塊等。各模塊之間的關系如下圖1所示：

（1） 資料庫模塊：
本文利用SQL Sever技術建立了各種信息的資料庫，並通過Visual C++提供的MFC ODBC資料庫類來實現對資料庫的訪問。這些數據表包括：
1、系統參數類：線路參數表、變壓器參數表、發電機參數表等；
2、故障錄波類：故障錄波數據文件表、故障錄波組態文件表、錄波器配置表、錄波文件記錄表、硬體保護動作表等；
3、關系對應類：元件與軟保護對應表、元件與故障錄波數據介面對應表等；
4、保護配置類：軟保護配置表、硬體保護配置表等
該數據模塊具有永久保存的功能，方便日後隨時查詢歷史記錄；同時設有用戶許可權；資料庫模塊可以滿足各種查詢和瀏覽及列印的需要，為現場運行和管理人員服務。
下面給出了數據表之一線路參數表：

（2）系統管理模塊：
系統管理模塊是本系統的重要模塊，包括故障信息管理等子模塊，並且協調故障診斷等功能模塊完成相應的任務，負責系統建立和維護工作。
（3）故障診斷模塊：
該模塊是本系統的重點。當系統發生簡單故障時，僅利用開關和保護信息就可以定位故障元件，而且得到的診斷結果可信度高。但是當系統發生復雜故障，或者開關、保護存在較多誤動、拒動以及因信道干擾發生信息丟失或錯誤等諸多不確定因素時，僅依靠開關和保護信息已經不可能定位到故障元件，過去開發的智能診斷系統給出的結果往往可信度不高，可疑元件較多，甚至是錯誤的解，要達到准確診斷必須加入新的信息源。隨著繼電保護及故障錄波信息網的建立，豐富的錄波信息為進一步診斷提供了基礎。本文對在復雜故障情況下利用中心站收集的故障錄波信息進一步診斷的方法進行研究，提出了軟保護的診斷思想，並建立了相應的面診斷模型，有效地彌補了利用開關、保護信息診斷的局限性。
（4）故障信息分析模塊：
該模塊首先根據(3)故障診斷模塊的診斷結果調用相應元件的錄波器數據分析以確定故障類型、故障相別等。如果是線路故障，則利用以上數據結果，採用較為精確的雙端故障測距方法[3]，定位故障點。再次，運用微機保護中的計算機演算法進行諧波含量的分析，以波形顯示。最後是阻抗特性，功率方向分析等。本文利用VC++中封裝的GUI(圖形設備界面)類來實現各種圖形的繪制．
（5）保護和開關的動作行為評判模塊：
利用相關的關系資料庫以及以上的分析結果，對故障元件相關保護及開關的動作行為的正確與否作出判斷。本文利用專家系統的知識表示法框架法表示各種關系，用推理的思想，對其進行評價。
2 故障診斷模塊
2.1軟保護思想的提出
在實際的硬體保護中，由於實時性要求和通訊條件的限制等原因，勢必造成保護可能不正確動作的缺陷，因此減弱了現場提供的保護信息的可靠性，所以，在離線分析的基礎上，軟模型的保護能充分克服以上缺陷，發揮錄波信息（主要是電氣量信息）的優勢，完成對電網復雜故障的精確定位，並對硬體保護（考慮後備配合關系）有一定的評價能力。這樣，利用故障錄波器的信息，就可以來彌補故障發生時僅用保護、開關動作信息的不足。由於利用波形信息診斷的復雜性，諸多因素都將影響到診斷的性能，鑒於實際保護裝置的保護功能對各種具體情況考慮得比較全面，因此，本文採用了軟保護的方法來診斷系統中母線、變壓器以及線路等元件。軟保護就是用純軟體的方式實現實際硬體保護功能的模擬，它有著硬體保護無法比擬的優點：不受人為因素的影響、不受硬體故障的影響、不受自然條件的影響等。
2.2軟保護模型的特點
由軟體實現的軟保護和實際硬體保護相比在功能上保證了完整性以外，實現方式比實際保護簡單，診斷的可靠性更高。這是由軟保護主要用來診斷的目的和其獨有的特點所決定的。
（1）軟保護結構模塊化，一套完整的軟保護模型按功能可以分成多個不同的模塊，比如數據送入模塊、軟保護投入邏輯模塊、濾波模塊、保護啟動模塊、故障選相模塊、PT/CT自檢模塊、振盪閉鎖模塊、阻抗繼電器[4]模塊、方向繼電器模塊、差動繼電器模塊等功能模塊；
（2）不同軟保護模型中相同模塊可重復利用，實現模塊的共享；
（3）各模塊功能實現方法可以多樣化，而且不同軟保護採用的方法可以不同，比如選相模塊中選相功能實現方法有突變數選相、序分量分區選相及它們的改進演算法等；
（4）軟保護的數據是靜態的，在診斷中已經完全獲得了整個故障過程的電流、電壓錄波數據，所以軟保護中各個功能模塊可以相互獨立，結構簡單；
（5）軟保護搜集的數據是多端的，即信息具有全面性，這一特點是硬體保護所不具備的，利用這一特性可以對很多功能模塊中的實現演算法進行改進，提高軟保護診斷的可靠性。
（6）軟保護輸入的數據窗要比實際保護長，因為它還可以加上保護出口到開關跳閘這一段時間，而且軟保護在速度上要求並不高，這樣可以改進濾波演算法，提高結果的精度，這一點對提高軟保護診斷的可靠性有直接的效果。
2.3 軟保護診斷系統的設計與實現
軟保護診斷過程是由故障錄波數據記錄的CT和PT的測量值作為保護的采樣值輸入，通過保護功能函數的計算與整定值比較來判斷保護是否動作。診斷系統並不是給診斷元件建立所有的實際保護模型，而是按照以下原則選取：Ⅰ）保護范圍不明確的保護不建立；Ⅱ）對定值不易整定的保護不建立，以此來避免整定值錯誤而造成實際保護誤動。由上述原則，對母線選用母差保護，對變壓器選用差動保護，對線路建立方向、縱差以及距離Ⅰ段保護模型。
2.4故障元件診斷流程
要實現故障錄波數據的精確診斷，要求錄波輸出的數據在時間上同步，一方面利用GPS來實現電網故障測量同步，另外通過分析程序把故障錄波所測量到的故障電流或電壓突變數起始時刻作為故障分析的起始點。診斷流程以時間為坐標，用開關、保護信息診斷出的可疑故障元件集形成診斷元件鏈表，對每一個元件匹配相應的軟保護和資料庫中的數據進行診斷。下面以某線路距離I段保護為例分別說明保護診斷前的匹配過程和保護的診斷流程。
①、保護匹配過程
(1)首先判斷開關、保護信息診斷後可疑故障元件鏈表中是否有數據，如果有，按照鏈表的順序逐一取出，假設取出該線路為可疑元件；
(2) 根據該線路名稱，查找元件屬性參數表，讀入其屬性參數，並保存在元件屬性數據緩沖區；
(3) 根據該線路名稱，查找元件與軟保護對應表，確定其所配置的軟保護；
(4) 根據該線路名稱，查找元件與故障錄波數據介面對應表，確定其各端錄波數據所在的文件，並根據COMTRADE格式讀入錄波數據緩沖區。
(5) 根據該線路名稱和其配置的一種軟保護（距離I段），查找軟保護配置表，讀入保護整定值緩沖區；
(6) 最後，根據該線路名稱和距離I段軟保護，查找軟保護模塊功能選擇介面IID表，匹配用戶所需的功能演算法，這樣一套完整的距離I段軟保護模型就形成了，可以對該線路進行診斷。
②、保護的診斷流程
具體的軟保護診斷流程是根據具體的保護模型配置的功能模塊順序進行。下面給出該線路的距離I段軟保護的診斷流程，由於數據是靜態的，流程按照順序進行。
(1) 對距離保護進行參數初始化，包括標志位、過程參數等；
(2) 獲取錄波數據緩沖區的數據結構指針，對PT和CT進行斷線自檢；
(3) 調用起動模塊，判斷距離保護是否起動；
(4) 調用選相模塊和發展性故障判斷模塊，確定線路的故障類型；
(5) 調用振盪閉鎖模塊，判斷系統是否發生振盪以及振盪過程中是否又發生短路；
(6) 調用距離I段阻抗元件動作特性（即阻抗繼電器）模塊，將計算的阻抗值和整定值按照保護動作判據進行判斷，給出保護是否動作。
2.5 綜合診斷
由於元件診斷模型是單個元件的獨立診斷，存在一定的局限性，可能會出現各個元件診斷信息之間發生矛盾和診斷可信度不足的情況，需要在搜集全部智能信息的基礎之上，對信息做綜合的診斷。比如診斷某一輸電線路MN。由元件診斷獲取的信息有:線路軟差動保護動作，線路的M側軟距離Ⅰ段保護動作，線路的M側軟方向保護動作，線路的N側軟方向保護動作。綜合診斷時首先處理兩側距離Ⅰ段信息，由於距離Ⅰ段保護范圍是線路全長的80%，所以有一側軟保護動作，那麼距離Ⅰ段判線路故障，此時，有M側軟距離Ⅰ段保護動作，則距離Ⅰ段判線路故障；線路軟差動保護動作可直接判線路故障，因此由線路軟差動保護動作可判線路故障；對軟方向保護，只有兩側都動作可判線路故障，由線路的M、N兩側軟方向保護都動作判線路故障。最後這三套保護中至少有兩套判線路故障可最終判該線路故障，此時線路三套保護都判線路1故障，則該線路為故障元件。另外，對線路的軟保護，收集了方向保護、縱差保護、距離Ⅰ段保護的保護缺陷知識，即判斷該線路是否出現了知識庫中列舉的所有會引起上述保護不正確動作的情況，當出現上述情況時，將該保護退出，即失去診斷功能。
這樣，整個診斷過程分為分布式軟保護診斷和綜合診斷兩部分。綜合診斷是利用分布式診斷的信息做全局性的診斷，得出最後診斷結果，這樣做可以盡量彌補由於靈敏度不足漏診和信息之間有矛盾而誤診的情況，相當於對智能信息進行一次過濾處理。綜合診斷的示意圖如圖3所示：

3 結語
本文提出的這種基於故障錄波信息的電網故障診斷系統，實際上兼有故障錄波信息管理和故障錄波信息分析的功能。在電網調度自動化的重要性日益提高的大背景下，比如三峽水電站投入正常運行以後，將改變以往中國電網區域壁壘的格局，規模劇增，給電網調度賦予了更重要的使命。電網故障診斷系統的開發順應了電力系統發展的潮流，已是大勢所趨。本文的研究經大量模擬測試，具有較高的診斷精度和很強的實用性。

㈡ ZH-5 嵌入式電力故障錄波裝置上導出的文件在電腦上如何打開

故障錄波是採用COMTRADE，其是英文Common format for transient data exchange (COMTRADE) for power systems 的簡寫，中文一般稱為電力系統瞬態數據交換的通用格式。IEEE為了解決數字故障錄波裝置、數字保護、微機測試裝置之間的數據交換問題，與1991年提出了這個標准，並於1999年進行了修訂和完善。該標準是一種公用的數據傳輸格式標准，為不同廠家生產的設備所遵循。每個COMTRADE記錄最多包含四個相關的文件。這些文件的文件名相同，但是擴展名不同。四個文件分別是：1 標題文件（.hdr）;2 配置文件（.cfg）;3數據文件（.dat）;4信息文件（.inf）。
聯系該裝置廠家，其有相應的解析查看軟體。

㈢ 故障錄波裝置的作用是什麼構成原理上有哪些主要特點

記錄和分析電網故障。記錄電網運行數據有電流、電壓、開關量, 及有版關元件的有功無功，系統權頻率變化及各種參數變化的准確時間等；分析電網故障主要是指分析系統動態過程各參數量的變化規律。故障錄波裝置必須設置故障錄波的專用傳輸介面,以便遠傳調度作進一步數據分析處理。

㈣ 故障錄波裝置有什麼作用

故障錄波器用於電力系統，可在系統發生故障時，自動地、准確地記錄故障前、後過程專的各種電氣量屬的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較、對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統安全運行水平有著重要作用。

㈤ 故障錄波器有什麼作用

根據所記錄波形，可以正確地分析判斷電力系統、線路和設備故障發生的確切地點、發展過程和故障類型，以便迅速排除故障和制定防止對策。分析繼電保護和高壓斷路器地動作情況，及時發現設備缺陷，揭示電力系統中存在的問題。積累第一手材料，加強對電力系統規律的認識，不斷提高電力系統運行水平。

故障錄波器在電力系統中的作用有以下3種。

1、系統發生故障，繼電保護裝置動作正確，可以通過故障錄波器記錄下來的電流量電壓量對故障線路進行測距，幫助巡線人員盡快找到故障點，及時採取措施，縮短停電時間，減少損失。

2、線路不明原因跳閘，通過對故障錄波器記錄的波形進行分析，可以判斷出開關跳閘的原因。 從而採取相應措施，將線路恢復送電或者停電檢修 ，避免盲目強送造成更大的損失 ，同時為檢修策略提供依據。

3、判斷繼電保護裝置的動作行為。當系統由於繼電保護裝置誤動造成無故障跳閘或系統有故障但保護裝置拒動時，就要利用故障錄波器中記錄的開關量動作情況來判斷保護的動作是否正確，並可以據此得出有問題的部分，對於較復雜的故障可以通過記錄下來的電流電壓量對故障量進行計算，從而對保護進行定量考核。

(5)故障錄波裝置設計資料擴展閱讀

在啟動判據方面，保護要求在故障當時即刻准確判定，所以對啟動判據的准確性和快速性要求很高；故障錄波器不需執行跳重合閘，對啟動判據的准確性和快速性要求不高，較之保護其判據可大大簡化。

故障錄波器不僅記錄故障過程還要記錄故障前的波形和數據，所以在故障錄波器中要開辟一定容量的環行內存緩存區，不斷地以採取最新數據刷新這個環行緩存區，一旦判明故障，就首先將緩存區中的內容（包括故障前和故障過程的數據)）保存起來，直到故障結束。

㈥ 故障錄波是什麼

電力故障錄波裝置（有時會簡稱為暫態故障錄波裝置TFR），可在電力系統發生故障（如線路短路、接地等，以及系統過電壓、負荷不平衡等）時，自動地、准確地記錄電力系統故障前、後過程的各種電氣量（主要數字量，比如開關狀態變化，模擬量，主要是電壓、電流數值）的變化情況，通過這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統安全運行水平的作用。

㈦ 電力故障錄波裝置是什麼干什麼用的

電力故障錄波裝置（有時會簡稱為暫態故障錄波裝置TFR），可在電力系統發生故版障（如線路短路、權接地等，以及系統過電壓、負荷不平衡等）時，自動地、准確地記錄電力系統故障前、後過程的各種電氣量（主要數字量，比如開關狀態變化，模擬量，主要是電壓、電流數值）的變化情況，通過這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統安全運行水平的作用。

㈧ 電力故障錄波裝置是什麼

電力故障錄波裝置（有時會簡稱為暫態故障錄波裝置TFR），可在電力系統發生故障（如線路專短路、接屬地等，以及系統過電壓、負荷不平衡等）時，自動地、准確地記錄電力系統故障前、後過程的各種電氣量（主要數字量，比如開關狀態變化，模擬量，主要是電壓、電流數值）的變化情況，通過這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統安全運行水平的作用。

㈨ 故障錄波器怎樣設計

我國電壓等級在110kV 及其以上的系統均為大電流接地系統，在大電流接地系統中，線路單相接地故障在電力系統故障中佔有很大的比例，造成單相故障的原因有很多，如雷擊、瓷瓶閃落、導線斷線引起接地、導線對樹枝放電、山火等。線路單相接地故障分為瞬時性故障和永久性故障兩種，對於架空線路一般配有重合閘，正常情況下如果是瞬時性故障，則重合閘會啟動重合成功；如果是永久性故障將會出現重合於永久性故障再次跳閘而不再重合。為幫助運行人員正確判斷和分析大電流接地系統線路單相瞬時性故障，本案例選取了某地區一典型的220kV線路單相瞬時接地故障，並對相關的知識點進行分析。 說明，此案例分析以FHS變電站為主。本案例分析的知識點：（1）大電流接地系統與小電流接地系統的概念。（2）單相瞬時性接地故障的判斷與分析。（3）單相瞬時性接地故障的處理方法。（4）保護動作信號分析。（5）單相重合閘分析。（6）單相重合閘動作時限選擇分析。（7）錄波圖信息分析。（8）微機列印報告信息分析。 一、大電流接地系統、小電流接地系統的概念在我國，電力系統中性點接地方式有三種：（1）中性點直接接地方式。（2）中性點經消弧線圈接地方式。（3）中性點不接地方式。 110kV及以上電網的中性點均採用中性點直接接地方式。中性點直接接地系統（包括經小阻抗接地的系統）發生單相接地故障時，接地短路電流很大，所以這種系統稱為大電流接地系統。採用中性點不接地或經消弧線圈接地的系統，當某一相發生接地故障時，由於不能構成短路迴路，接地故障電流往往比負荷電流小得多，所以這種系統稱為小電流接地系統。大電流接地系統與小電流接地系統的劃分標準是依據系統的零序電抗X0與正序電抗X1的 比值X0/X1。我國規定：凡是X0/X1≤4～5的系統屬於大接地電流系統，X0/X1＞4～5的系統則屬於小接地電流系統。事故涉及的線路及保護配置圖事故涉及的線路和保護配置如圖2-1所示，兩變電站之間為雙回線，線路長度為66.76km。 圖2-1 FT線路及保護配置 三、事故基本情況 2001年5月24日16時42分，FHS變電站FT一回線C相瞬時性故障，C相重合閘重合成功，負荷在正常范圍內，系統無其他異常,FT一回線(FT為雙回線)線路全長66.76km 四、微機監控系統主要信號 FT一回SF-500收發信機動作 FT一回SF-600收發信機動作 FT一回WXH-11X保護動作 FT一回LEP-902A保護動作 FT一回C相斷路器跳閘 FT一回WXH-11X重合閘動作 FT一回LEP-902A重合閘動作 FT一回WXH-11X保護呼喚值班員 FT一回LEP-902A保護呼喚值班員 3號錄波器動作 5號錄波器動作 1號主變壓器中性點過流保護掉牌 2號主變壓器中性點過流保護掉牌 220kV母線電壓低本站220kV其他相關線路高頻收發信機動作 五、繼電保護屏保護信號 WXH-11X型微機保護：跳C、重合閘、高頻收發信、呼喚燈亮。 LFP-902A型微機保護：TC、CH、高頻收發信燈亮，液晶屏顯示：0++、Z++。 六、微機列印報告信號（1） WXH-11X保護：WXH-11X保護動作1次，保護動作報告如表2-1所示。 表2-1 WXH-11保護動作報告 CPU號保護元件時 間含 義CPU1GBIOTX11ms高頻零序方向停信GBIOCK19ms高頻零序方向出口CPU21ZKJCK27ms距離Ⅰ段出口CPU4T1QDCH55ms單跳起動重合閘CHCK512ms重合閘出口CJ=33.5km測距 （2）LFP-902A保護：LFP-902A保護動作1次，保護動作報告如表2-2所示。 表2-2 LFP-902A保護動作報告 CPU號保護元件時間含義CPU1Z++27ms高頻距離0++27ms高頻零序方向元件C27msC相跳閘CPU2CH890 ms重合閘時間CJ=33.6km測距 最大電流（Imax）:2.63×1200（A）零序電流（I0）：2.28×1200（A） 七、兩側保護動作情況分析 1．兩側保護的配置情況 FT線兩側的保護配置如圖2-1所示。（1） 第一套保護。WXH-11X
這個問題故障錄波器怎樣設計?,好難啊，辛辛苦苦回答了，給我個滿意答案把

㈩ 故障錄波母線電流啟動的整定值為什麼是115

變電站微機型故障錄波裝置設計方案

夏芳

劉沛

摘要：電力系統的發展對變電站故障錄波裝置提出了更高的要求，計算
機軟硬體技術的飛速進步為微機型故障錄波裝置的性能改善提供了必要
條件。本文介紹了一種基於當前先進的計算機技術的高性能的變電站故
障錄波裝置的設計方案，較詳細地分析說明了其軟硬體結構和功能。

關鍵詞：變電站；故障錄波

中圖分類號：
TM935.39

文獻標識碼：
B
文章編號：
1003-4897(2000)03-0040-04
A design of fault recorder used in substation

XIA Fang,LIU Pei
(Huazhong University of Science and Technology,Wuhan
430074,China)
Abstract:With
the
development
of
the
power
system,the
requirement
for fault recorder of substation is becoming more and more
strict.The great progress of software and hardware technology of
computer provides the essential condition for the improvement of
fault recorder.A design of multi microprocessor based fault
recorder with better performance is given in this paper.The
structure and functions of its hardware and software are
illuminated in detail.
Keywords:substation;fault recorder
1
引言

隨著電力網路的擴大化復雜化和區域網互聯趨勢的到來，電力系統
的行為也將越來越復雜。一些原有的假設條件和簡化模型的適用性都將
接受進一步的挑戰與檢驗。在此情形下，豐富詳盡的現場實測數據，尤
其是故障或非正常狀態下的數據，無疑將具有越來越重要的價值。它們
不僅是分析故障原因、檢驗繼電保護動作行為的依據，也為電力工作者
研究了解復雜系統的真實行為、發現其規律提供了寶貴資料。因此，故
障錄波裝置作為電力系統暫態過程的記錄設備，電力系統對其要求也越
來越高了。計算機技術的不斷突飛猛進，為微機型故障錄波裝置進一步
擴大信息量，提高可靠性、准確性、靈活性、實時性，以及共享信息資
源，提供了必要的有利條件。

本文提出了一種利用當前先進的計算機技術實現微機型故障錄波裝
置的方案，以提高故障錄波裝置的性能，使之更好地適應電力系統發展
的需要。