故障录波与动作分析浅论

李雄

摘要：随着国民经济的发展，电力系统不断扩大，电网规模不断增强，电力系统因故障而停止供电，不仅影响生产，也危及电力系统的安全、稳定运行。尽快了解故障前及故障时的全过程，判断事故性质，最有效、最直接的途径是快速读懂故障录波图来了解这个过程，了解故障过程中电流、电压幅值和相位，故障性质、故障的持续时间，以及保护、断路器的动作时间等信息。

关键词：故障录波；动作分析

1故障录波

1.1故障录波器工作原理

故障录波器是在电力系统发生故障时，自动、准确记录故障前、后过程中电气量和非电气量以及开关量的自动记录装置。电力系统的各种故障信息是通过故障录波器及事件记录（SOE，Seriesofevent）记录的。变电站采用的微机保护和微机故障录波器由故障启动，具有信息数据采集、存储分析及波形输出等功能。启动是靠故障特征明显的电气量，有电流、电压突变量；电流、电压越限；频率变化量及开关量等。采集到的信息数据要尽可能保持故障信息完整性和实时性，一般不作滤波处理。记录的数据有两类，电流、电压瞬时值的交变信号和反映正负跃变的开关量信号。为了帮助故障分析，还“记忆”了故障前一段时间的电流电压量。反映电流、电压变化的瞬时值波形及反映电位变化的开关量都相对同一时标绘制。输出部分包括简要分析报告、重要故障信息数据及故障全过程波形图。输出波形的幅度可根据显示和打印输出的需要设定。

总的来说，故障录波器通过记录和监视系统中模拟量和事件量来对系统中发生的故障和异常等事件生成故障波形，储存并发送至远方主站，通过分析软件的处理对波形进行分析和计算，从而帮助人们对故障性质，故障发生点的距离，故障的严重程度进行准确地判断。

2故障录波的作用

按照电力系统发生故障的不同情况，故障录波器在电力系统中的作用主要体现在以下3个方面：

2.1系统发生故障，继电保护装置动作正确

可以通过故障录波器记录下来的电流量电压量对故障线路进行测距，帮助巡线人员尽快找到故障点，及时采取措施，缩短停电时间，减少损失。

2.2电力系统元件发生不明原因跳闸

通过对故障录波器记录的波形进行分析，可以判断出开关跳闸的原因。从而采取相应措施，将线路恢复送电或者停电检修，避免盲目强送造成更大的损失，同时为检修策略提供依据。

2.3判断继电保护装置的动作行为

系统由于继电保护装置误动造成无故障跳闸；系统有故障但保护装置拒动；系统有故障但保护动作行为不符合预先设计；利用故障录波器中记录的开关量动作情况来判断保护的动作是否正确，并可以据此找出保护不正确动作的原因。对于较复杂的故障可以通过记录下来的电流电压量对故障量进行计算，从而对保护进行定量考核。

2.4故障录波器在应用中存在的问题

故障录波器在实际应用过程中经常出现保护管理机调不到故障波形的故障，严重影响了故障波形的分析，在系统发生故障时将影响对故障性质的判断，根据现场处理的情况有以下几种原因导致该故障的发生：保护管理机与故障录波器之间通信中断；保护管理机死机导致死数据；故障录波器存储单元损坏；故障录波器软件版本低导致数据溢出。

以上原因中保护管理机与故障录波器之间通信中断造成调阅不到波形的次数最多，也是经常困扰运行人员的主要原因。

3分析故障录波图的基本方法

3.1单相接地故障录波图分析要点：

①一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压。

②电流增大、电压降低为同一相别。

③零序电流相位与故障相电流相位同相，零序电压与故障相电压反向。

④故障相电压超前故障相电流约80度左右；零序电流超前零序电压约110度左右。

2.2两相短路故障录波图分析要点：

①两相电流增大，两相电流降低；没有零序电流、零序电压。

②电流增大、电压降低为相同两个相别。

③两个故障相电流基本反向。

④故障相间电压超前故障相间电流约80度左右

3.3两相接地短路故障录波图要点：

①两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。

②电流增大、电压降低为相同两个相别。

③零序电流向量为位于故障两相电流间。

④故障相间电压超前故障相间电流约80度左右；零序电流超前零序电压约110度左右。

3.4三相短路故障录波图分析要点：

①三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。

②故障相电压超前故障相电流约80度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。

4动作分析举例

4.1案例1

2015年03月04日13时00分32秒，某220kV站110kV线路发生AB相短路故障，线路保护16ms快速动作出口，1177ms重合闸动作出口，1302ms距离加速动作出口。