故障錄波器應用研究(一)

二期故障錄波器故障錄波器假設應用研究(1)作者：匿名2008年1月23日193360403:38

頻道：關鍵詞：摘要：在分析故障錄波器應用現(xiàn)狀和存在問題的基礎上，探討了錄波器的發(fā)展方向，提出了楊二公司二期故障錄波器的概念和方案關鍵詞：故障錄波器；app應用

0前言

故障錄波器不僅是研究現(xiàn)代電網(wǎng)的基礎，也是評估繼電保護動作、分析設備故障性質和原因的重要依據(jù)。性能優(yōu)異的故障錄波器在保證電力系統(tǒng)安全運行和提高電能質量方面發(fā)揮著重要作用。電力故障錄波器已成為記錄電力系統(tǒng)動態(tài)過程不可缺少的精密設備。其主要任務是記錄短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大系統(tǒng)擾動發(fā)生后，系統(tǒng)電氣參數(shù)的變化過程以及繼電保護和安全自動裝置的動作行為。

1電力系統(tǒng)故障錄波技術要求及故障錄波器的實現(xiàn)

1.1電力系統(tǒng)故障記錄技術要求

電力系統(tǒng)故障動態(tài)過程記錄的主要任務是記錄短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大的系統(tǒng)擾動后，系統(tǒng)電氣參數(shù)的變化過程以及繼電保護和安全自動裝置的動作行為。電力系統(tǒng)故障錄波技術要求；

1)當系統(tǒng)發(fā)生大擾動，包括遠程故障時，可以根據(jù)需要自動記錄擾動的全過程，當系統(tǒng)動態(tài)過程基本終止時，自動停止記錄。

2)存儲容量要足夠大。當系統(tǒng)連續(xù)發(fā)生大擾動時，應能記錄每次大擾動后的全過程數(shù)據(jù)，并按要求輸出系統(tǒng)電氣參數(shù)(1，U，P，Q，F(xiàn))和前一次擾動后保護裝置和安全自動裝置的動作。

3)記錄的數(shù)據(jù)可靠安全，符合要求，無失真。記錄頻率(每個工頻周期的采樣次數(shù))和記錄間隔(連續(xù)或定期記錄一次)應以每次大擾動的開始為依據(jù)，并應滿足不同時期的要求。選擇原則是：

(1)滿足分析數(shù)據(jù)的要求；

充滿了運營部故障分析和系統(tǒng)分析的需求；

盡可能只記錄和輸出符合實際需要的數(shù)據(jù)；

各安裝點記錄和輸出的數(shù)據(jù)應及時同步，以滿足集中處理系統(tǒng)對所有信息的要求。1.2故障記錄器的實現(xiàn)

故障錄波器通常有三種不同的方法實現(xiàn)故障錄波：

1)高速故障記錄

要求記錄線路配電參數(shù)動作所涉及的短路故障或系統(tǒng)運行引起的電流和電壓的暫態(tài)過程。主要用于檢測新型高速繼電保護和安全自動裝置的動作行為，也可用于記錄系統(tǒng)操作過電壓和可能出現(xiàn)的鐵磁諧振現(xiàn)象。其特點是：采樣速度快，一般采樣頻率不低于5 khz整個記錄時間很短，比如不超過1s。

2)故障動態(tài)過程記錄

記錄大擾動引起的系統(tǒng)電流、電壓及其衍生量，如有功功率、無功功率和系統(tǒng)頻率的全過程變化。主要用于檢測繼電保護和安全自動裝置的動作行為，了解系統(tǒng)暫態(tài)(動態(tài))過程中系統(tǒng)各種電氣參數(shù)的變化規(guī)律，檢查電力系統(tǒng)程序和模型參數(shù)計算的正確性。其特點是采樣速度低，一般不超過1.0kHz，但記錄時間長，直到頻率大于o.1Hz的瞬態(tài)動態(tài)過程基本結束才會終止。系統(tǒng)中廣泛使用的各種故障錄波器和事件順序錄波器都屬于這一類。 #p#分頁標題#e#

3)長過程的動態(tài)記錄

在電廠中，它主要用于記錄蒸汽流量、蒸汽壓力、閥門位置、有功和無功功率輸出、轉子轉速或頻率以及主機的勵磁電壓；在變電站中，它用于記錄主線路的有功潮流、母線電壓和頻率、干式變壓器的分接頭位置以及自動裝置的動作行為。其特點是采樣速度低(每幾秒鐘一次)，整個過程時間長。

2故障錄波器的發(fā)展歷史、應用現(xiàn)狀及存在的問題

20世紀60年代末，我電力系統(tǒng)開始應用基于光電轉換原理的故障錄波器，120膠片作為記錄載體。自20世紀80年代中期以來，隨著計算機技術引入繼電保護領域，微機故障錄波器發(fā)展迅速，成為電網(wǎng)故障信息記錄的主力軍，在許多重大事故的調查分析中發(fā)揮著重要作用。雖然微機故障錄波器的數(shù)據(jù)記錄性能有了很大提高，但光電故障錄波器存在記錄環(huán)節(jié)多、容量小、無時間刻度、無記憶能力、數(shù)據(jù)讀取誤差大等問題。具有記憶功能強、存儲容量大、故障定時、故障類型判別、故障參數(shù)和事件序列記錄、遠程數(shù)據(jù)傳輸和方便后臺分析等特點，得到了極大的發(fā)展。但是，從長期的運行實踐和目前故障錄波器實現(xiàn)故障錄波的三種不同方法來看，仍然存在以下問題：

2.1基本問題

1)數(shù)據(jù)采集設備集中布置，采集各種電參數(shù)需要大量的二次電纜，不僅造成資源的大量浪費，而且增加了PT和CT的負擔，直接影響數(shù)據(jù)記錄的準確性。

2)錄波方法不一致，全網(wǎng)各點錄波器時間參考系統(tǒng)不同，不便于統(tǒng)一分析和統(tǒng)計查詢。

3)數(shù)據(jù)輸出方式簡單，交換接口層次多，交換速率低，協(xié)議不統(tǒng)一，不便于組網(wǎng)、數(shù)據(jù)遠程傳輸和綜合分析。

4)不方便與其他故障分析設備交換數(shù)據(jù)。

5)缺乏對實時數(shù)據(jù)和矢量的監(jiān)控手段。

2.2瓶頸問題

傳統(tǒng)的故障錄波器利用記憶周期記錄采樣數(shù)據(jù)。記錄周期為秒，根據(jù)故障啟動元件的啟動，通過通信網(wǎng)絡將故障數(shù)據(jù)存儲在永久存儲介質上。因此，筆者認為故障錄波器記錄故障

1)內存容量

常規(guī)故障錄波器的內存容量為MB級。當系統(tǒng)發(fā)生多次擾動，同時啟動元件多次啟動時，內存容量的限制易導致丟失錄波數(shù)據(jù)。

2)啟動元件

啟動元件是故障錄波器的核心元件，如果啟動元件在故障時不能啟動，則無法捕捉到故障數(shù)據(jù)，故障錄波器失去實用性。如啟動元件配置的靈敏度過高，導致錄波器啟動頻繁，在通訊網(wǎng)采用慢速通道時，容易引起故障錄波數(shù)據(jù)丟失。

3)通訊網(wǎng)速度

①從內存到永久存儲介質的速度。這個指標對啟動元件頻繁啟動時，是否丟失錄波數(shù)據(jù)起決定性作用。

②從本地到故障錄波管理機的數(shù)據(jù)傳輸速度。這個指標對快速分析故障，提高分析故障的速度異常重要。#p#分頁標題#e#

2．3關鍵問題

1)啟動的同時性

隨著機組容量的不斷增大，系統(tǒng)和廠用電的配置也越來越復雜，進入故障錄波裝置的量也越來越多，而每個錄波單元的容量是一定的，因此目前普遍采用了多套錄波單元的做法。但多套錄波單元啟動的同時性問題一直未能很好的解決：要么多套錄波單元不能同時啟動；要么采用級聯(lián)、擴展的方法實現(xiàn)多套啟動，但在啟動時間上存在明顯差異，給故障的分析帶來了極大的不便。

2)錄波的真實性

傳統(tǒng)錄波裝置通常以全波傅立葉算法計算每周波(20ms)的電壓、電流的幅值／相位，其采樣與電力系統(tǒng)頻率(50Hz)同步，但無自適應頻率變化采樣功能。而電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時，往往含有豐富的高次諧波分量，裝置此時若仍以50Hz的倍頻同步采樣的話，必將造成波形的嚴重失真。

而其中如何確定合適的啟動判據(jù)，如何同時啟動一套系統(tǒng)的多個單元更是常規(guī)故障錄波器技術上的關鍵和難點，其已經(jīng)成為影響故障錄波實現(xiàn)的頑疾。