版电⼒系统故障录波_电⼒系统故障录波的分析及应⽤（⼀） 从今天开始，陆续讲⼀讲故障录波的分析及应⽤，内容主要摘抄⾃本⼈14年出版的《怎样分析电⼒系统故障录波图》⼀书。 本篇先说⼀说故障录波分析的意义
故障录波设备可以记录下故障发⽣前、发⽣时、发⽣后的波形和数据，是进⾏故障规律分析研究的依据，被称为电⼒系统的“⿊匣⼦”。因此分析故障录波也是研究现代电⽹的⼀种⽅法，是评价继电保护动作⾏为，分析设备故障性质，查事故原因的有效⼿段。 故障录波分析的重要意义：
(1)正确分析事故的原因并研究对策
当系统发⽣故障时，继电保护和⾃动装置动作切除故障后，还需尽快查明故障原因，以便采取相应防范措施。但是如⽆故障录波，就不可能得到可靠的直接数据，因此，在分析事故时，不得不进⾏假设或推测，这样常常前后⽭盾，难以解释。特别是当保护装置发⽣拒动或误动⽽扩⼤了事故时，情况就更加复杂。同时，发⽣事故时，如果现场值班⼈员忙于处理事故，未能正确地记录继电保护和⾃动装置的动作情况，就会给事故分析增加困难甚⾄造成混乱。⽽当有了故障录波后，通过对录取的波形、数据的分析，可以准确地反映故障类型、相别、故障电流、电压的数值以及断路器的跳合闸时间和重合闸动作情况等，这样就可以正确分析和确定事故的原因，研究有效的防范措施。
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(2)正确评价继电保护及安全⾃动装置的动作⾏为
在电⼒系统发⽣事故时，继电保护装置动作跳闸，切除故障，但有时可能出现⼏套保护装置同时动作的情况，其中有的保护装置是正确动作，⽽有的则可能是误动作。如⽆故障录波分析⽽仅凭保护装置的信号，有时并不能正确评价继电保护和⾃动装置的动作⾏为。⽽通过对专⽤故障录波设备的录波分析就可以正确评价或验算继电保护装置动作的正确性。特别是当发⽣复杂故障或区域性电⽹事故时，更需要通过录波分析来正确评价继电保护及安全⾃动装置的动作⾏为。我们称之为保护装置的裁判员。
(3)准确定位线路故障，缩⼩巡线范围
⾼压输电线路上每次发⽣故障后，⼀般均需及时巡线到故障点并进⾏处理，以保证线路安全运⾏。⽽对于长距离的输电线路，没有针对性的全线巡线效率很低，⼈员的劳动强度极⼤，特别是在特殊的地理环境及恶劣的⽓候条件下，这种巡线的劳动强度将倍增。因此，缩⼩巡线范围对于减轻巡线⼈员的劳动强度，提⾼巡线效率，加快事故处理速度，保障电⽹安全运⾏意义重⼤。
有了故障录波装置，不仅可以通过查阅录波图迅速判明故障类型和相别，⽽且还可以利⽤录波数据，⾃动或⼈⼯计算出故障距离，这样巡线⼈员就可以有的放⽮，缩⼩了巡线范围，⼤⼤减轻了巡线的劳动强度，同时有利于迅速寻故障点消除故障，及时恢复供电，减⼩经济损失。
(4)发现⼆次回路的缺陷，及时消除隐患
⼆次回路的缺陷可能导致保护及⾃动装置的拒动或误动，这些缺陷主要存在于⼆次直流操作回路中和TA、TV的⼆次交流回路中，有的是设计遗留问题，有的是施⼯⼯艺问题，有的是运⾏维护问题，有的是投退操作问题，有的是产品质量问题。如果只从故障的⼀次现象分析，这类问题有时在短暂的故障过程中很容易被掩盖⽽未被反映出来，极可能成为今后更⼤事故的隐患。但是这些缺陷往往会在故障录波上留下蛛丝马迹，可以通过对各类录波数据的时间对⽐、波形阅读、谐波计算、逻辑反演等发现⼆次回路的缺陷所在部位，指导检修⼈员及时查缺陷，消除隐患。
(5)发现⼀次设备缺陷，及时消除隐患
在电⼒系统中，有的⼀次设备例如⾼压断路器存在缺陷，平时很难发现，⽽这些缺陷将在不同程度上危及电⼒系统的安全运⾏。故障录波可以反映断路器⼀些重要的技术指标如分合闸时间，合闸同期性，还有如断⼝是否存在电弧重燃，是否存在纵向击穿，是否有跳跃现象，操作循环是否正常等问题。因此故障录波可以反映⼀次设备的运⾏状况，指导状态检修。
如下图，甲线断路器B相重燃的录波：
如下图，断路器跳跃的录波：
(6)为系统复杂故障的分析提供有⼒⽀撑
电⼒系统故障的形式多种多样，对于⼀些复杂故障，例如断线⼜接地、⾮全相⼜故障、单相故障转多
相故障、振荡⼜故障等，这些复杂故障都是在短时间内发⽣并转换的，⽽且往往在这些复杂故障发⽣的过程中掺杂了继电保护的不正确动作，如果没有故障录波是⽆法进⾏有效分析的。⽽故障录波装置可以将故障前、故障时、故障后不同时段的电⽓量、开关量的变化全景展⽰，为正确分析复杂故障提供有利保障。同时随着电⽹的不断发展，这些本来难得⼀见的故障，现在越发多见，因此更加体现出故障录波分析的重要性。
中国纱线网纺织论坛(7)验证系统运⾏⽅式的合理性，及时调整系统运⾏⽅式
系统运⾏⽅式安排是否合理，关系到系统运⾏的稳定性，关系到电⽹运⾏的安全。通过对故障录波的分析可以知道系统运⾏⽅式安排是否合理，例如，故障时电流量幅值的阅读可以知道该处短路容量是否超标，电压量幅值的阅读可以知道系统是否存在过电压，以及断路器单相跳闸后⾮全相期间是否存在振荡，重合成功后或重合于故障后系统是否稳定，事故跳闸后潮流分布是否合理，安稳装置动作是否正确等都可以从录波数据中得到答案，从⽽验证当前运⾏⽅式的合理性，及时调整运⾏⽅式，提⾼电⼒系统安全稳定运⾏⽔平。
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可得性(8)实测系统参数，验算保护定值
电⼒系统中⼀般元件都可以⽤试验⽅法测得其参数。但有的元件如部分全星型变压器的零序阻抗，因是⾮线性值，故其参数很难⽤⼀般试验⽅法测得，此时可利⽤故障录波设备在故障时记录的相关电⽓
量(零序电流和零序电压)来实测其零序阻抗值，并且从录波图上也可直接看到由于零序阻抗⾮线性⽽造成的零序电压波形的畸变。因此在系统故障时故障录波提供的各电⽓量数值，不仅可以⽤来核对系统参数和短路电流计算值的正确性，⽽且还可以⽤来实测某些难以⽤普通试验⽅法得到的元件参数，以便及时修正相关计算模型参数，为继电保护整定计算及系统稳定计算提供可靠数据。
(9)分析研究系统振荡问题
电⼒系统由于动态稳定破坏、静态稳定破坏、⾮同期合闸未能拖⼊同步及发电机失磁等原因均可能引起系统振荡。当系统发⽣振荡时，发电⼚或变电所内的仪表虽有摆动反映，但不能留下具体数据，更不能显⽰⼀些参数的变化规律。⽽故障录波装置的录波图则可提供系统振荡从发⽣、失步、同步振荡、异步振荡和再同步的全过程数据以及振荡周期、电流、电压等参数的特征和变化规律。因此，利⽤录波资料，可帮助分析和研究系统振荡问题，以确定处理⽅法，缩短振荡时间，实现快速再同步，尽快平息振荡，提⾼电⼒系统安全稳定运⾏⽔平。同时，从系统振荡过程的分析研究中，可提供出供设计和继电保护装置改进的依据。
徐僖譬如下图，系统振荡时线路两侧的电压波形，可以从录波中知道振荡中⼼是否在本线路上？哪⼀侧离振荡中⼼近？哪⼀侧系统有⼤机组跳闸？你能看出来吗？
(10)研究电⼒系统内部过电压
电⼒系统由于故障和操作常常引起内部过电压。很多内部过电压的发⽣具有随机性质，难以预测和准确计算。内部过电压⼀旦发⽣常常造成严重后果。⽽过电压的出现，有的持续时间较长，有的持续时
间则较短，特别是伴随电⼒系统故障持续的内部过电压，具有突发事故性质，既不能事故前作好试验准备，也难以事故后模拟，因此很难得到发⽣内部过电压时的真实数据。⽽利⽤快速的故障录波则可记录下发⽣内部过电压时的波形曲线，为分析研究系统内部过电压问题，确定限制内部过电压的措施提供依据，以保证电⼒系统的安全运⾏。
如下图，⼩电流接地系统两相接地短路诱发的铁磁谐振录波
冲动控制障碍
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