线路故障录波技术及其实现
线路故障录波技术及其实现
线路故障录波技术及其实现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，电力系统的各种故障通常会造成比较严重的影响。
电力系统故障录波装置是长期运行进行监视电力系统运行状况的一种自动记录装置。
录波采集的数据是电力系统故障分析、保护动作评价的重要依据。
大量电力故障时的数据和信息，可以帮助专业人员迅速掌握情况，准确快速地分析事故发生的原因，完善电网的负荷模型和故障诊断系统，有助于提高电网稳定运行水平。
关键词故障录波；分析站；采集站0 引言故障录波装置是一种电力系统记录暂态过程的主要设备，对故障录波装置提出了更高的要求。
目前计算机软硬件技术的快速发展，以太网络、全球定位系统（GPS）、数字信号处理器（DSP）、面向对象编程（OOP）的软件技术以及嵌入式计算机等硬件技术，为微机型故障录波装置的性能改善提供了必要条件。
1 FR-100L故障录波装置结构和特点FR-100L微机故障录波装置基本配置由一台采集站、分析站、显示器、键盘鼠标抽屉、打印机抽屉等组成。
1）紧凑式设计，采集站、分析站模式，采集站和交流接口、直流接口为一整体；2））后台软件使用Windows2000或XP操作系统，具有录波、实时显示、运行监视、数据通信、故障数据分析等功能；并具有完善的自诊断功能，现场免维护；3）分析站、采集站之间采用高速以太网通信，稳定可靠；4）自动生成运行、操作日志，使录波器的运行、操作有据可查；5）起动方式灵活多样，可根据需要自主配置；6）具有网络通信功能，可以同综合自动化系统进行通信连接，设置装置定值，及获得装置的其它信息；7）装置所记录的数据真实、可靠、不失真，能准确反应谐波、非周期分量等；8）装置所记录的数据有足够的安全性；9）装置具有保存外部电源中断前所采数据的能力，具有失电报警功能，起动报警功能，并有触点输出；10）装置抗干扰能力强。
2 主要功能1）具有记录输电线路异常或故障运行数据的暂态记录功能；2）当电网发生连续多次的大扰动时，能够记录每次大扰动的全过程完整的数据；3）当电网故障时，装置能输出简要的异常/故障信息，以便于运行人员的处理；4）谐波分析强大，对所测谐波值，进行数理分析，得出各次谐波的监测值，可查阅历史数据，还可根据需要得到以某时间间隔为统计单位的电能质量参数统计值；并可随时打印输出；5）装置具有谐波报警功能当谐波电压、谐波电流、总畸变率、电压不平衡度等参数越限时输出报警信号；6）装置具有利用数据网实现远方调用当前和历史数据的功能；7）装置具有自复位功能；8）配接GPS模块秒脉冲，可自动对采集站和分析站进行校时。
故障定位系统(录波)解决方案
故障定位系统（录波）解决方案政策背景国家电网公司在2019年“两会”上做出了全面推进“三型两网”建设，加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署。
建设泛在电力物联网将为电网运行更安全、管理更精益、投资更精准、服务更优质开辟一条新路，同时也可以充分发挥电网独特优势，开拓数字经济这一巨大蓝海市场。
建设泛在电力物联网是落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。
方案需求输电线路分布广泛、线路跨度大，运维难度高；恶劣环境中，线路故障定位准确度低；传统人工巡线方式效率低。
方案介绍故障定位系统（录波）解决方案，适用于6~35KV配电网架空线路，用于实时监测电力线路和运行状态及故障点检测、定位，是一套具有远程传输能力的分布监控、集中管理、即时通知型的配电线路故障定位系统。
在非故障情况下，实时监测电网负荷变化，起到预防线路故障；在电力线路发生短路、接地故障时及时显示故障位置，指导运维人员快速排除故障、恢复供电，为电力线路的安全稳定运行提供保障和智能化决策依据。
系统组成：采集单元：故障指示器是整个系统架构的基础，适用于配电网架空线路。
依托创新的小电流自取电技术和无线通信技术，采集单元可实时上报监测数据。
汇集单元：汇集单元是系统中核⼼传感单元与系统主站交互的桥梁，借助短距⽆线和远程⽆线混合组⽹技术，通过采⽤太阳能和免维护蓄电池主备供电的⾼可靠电源系统，保证系统稳定可靠，电⼒⼯作⼈员可对线路⼯况信息和故障信息实时监测。
主站系统：主站接收到故障信息后，结合GIS系统，迅速给出故障具体地理位置和故障类型的指示信息，帮助运维人员迅速赶走赴现场，排除故障。
方案价值1、系统运行安全、稳定，平台画面风格简洁、操作简单，并且功能齐全，可满足用户的全部需求。
2、实时监测线路状态，快速定位并提示故障位置，并配合APP应用，手机短信推送告警等多种提示方式提升用户的使用体验。
3、无需亲临现场，就可对设备进行远程参数配置，以及对采集单元及汇集单元进行远程升级，方便设备的维护管理。
10kV电力线路故障行波诊断技术研究与应用分析
10kV电力线路故障行波诊断技术研究与应用分析摘要：随着国家的发展，经济不断提高，我国的电力系统也得到了重大的发展，为我国配电网建设提供了强有力的保障。
然而在电力系统快速发展的同时，一些电力线路的病害问题也日益显现出来，这将严重影响到我国的用电安全，相关部门也越来越重视对电力线路病害问题的研究，并迫切要就求能够找到有效的措施进行维护。
关键词：10kV电力;线路故障;行波诊断技术;应用引言10kV电力线路搭设的环境比较复杂，区域跨度比较大，线路长且受周边环境影响比较大，这些都加剧了110kV电力线路的运行维护难度。
110?kV电力线路运行故障分析1.1设备自身质量以及性能不符合标准电能资源是社会生产生活的必要资源，10kV电力线路在电力系统中发挥着关键性的作用。
为保证10kV电力线路发挥稳定长效的作用，亟须依托于科学完善的电力设备。
但现阶段，由于设备自身的质量以及性能不符合运行标准，常常造成110kV电力线路运行故障。
比如线路的铜铝铝质量不达标，绝缘外层及护套质量差、电杆存在力学性能保护层厚度。
10kV电力线路由于常常搭设在人迹罕至或者比较偏远的地区，极容易受到各类型自然环境的影响。
设备自身方面存在的缺陷，往往会在自然环境的作用下“无限放大”，继而影响整个电力系统的稳定高效运行。
1.2人为因素造成的电力线路运行故障10kV电力线路在发挥作用的过程中，出现运行故障的成因，除设备自身的因素外，同时也与人为因素息息相关。
这主要是因为10kV电力线路往往搭设在比较偏远的地区，若不注重对电力线路的日常化巡视与保护，极容易被不法分子钻空子，继而造成对电力线路的破坏、偷窃、私拉乱接等。
同时，对于一些搭设在大型树木或者森林区域的10kV电力线路，在发挥作用的过程中也容易受到森林砍伐的影响，继而造成线路断裂或者其他问题。
还有一些110kV电力线路搭设在道路两侧，受交通事故中车辆的撞击等影响，同样会出现电力线路运行故障。
故障录波的分析说明
故障录波的分析说明一、录波报告的组成包括保护及自动装置、故障录波装置的动作报告及录波图形。
二、录波图形（一）短路的基本特点当采用母线PT作为保护用的PT量时：1、大电流接地系统单相短路时，故障相的电流突然增大，故障相的电压（其实是母线电压）在短路过程中降低，故障切除后电压恢复正常。
短路过程中，出现零序电流、零序电压。
2、两相短路时，两个故障相的电流突然增大，但电流相位相反。
故障的两相电压（其实是母线电压）在短路过程中降低，故障切除后恢复正常。
如是单纯的相间短路，没有零序电流、零序电压。
如是两相对地的相间短路，有零序电流、零序电压。
3、三相短路时，三相的电流突然增大。
三相电压（其实是母线电压）在短路过程中降低，故障切除后恢复正常。
因为是相间短路，没有零序电流、零序电压。
当采用线路PT作为保护用的PT量时：1、大电流接地系统单相短路时，故障相的电流突然增大，故障相的电压（其实是线路电压）在短路过程中降低，故障切除后（开关跳开后）电压为零。
短路过程中，出现零序电流、零序电压。
2、两相短路时，两个故障相的电流突然增大，但电流相位相反。
故障的两相电压（其实是线路电压）在短路过程中降低，故障切除后（开关跳开后）电压为零。
如是单纯的相间短路，没有零序电流、零序电压。
如是两相对地的相间短路，有零序电流、零序电压。
3、三相短路时，三相的电流突然增大。
三相电压（其实是线路电压）在短路过程中降低，故障切除后（开关跳开后）电压为零。
因为是相间短路，没有零序电流、零序电压。
（二）分析录波图形的几个要点：1、判断是否发生短路：有无某相电流电流突增，电压突降。
2、开关是否跳闸：先是突然出现短路电流然后短路电流消失判断。
3、重合闸是否动作：采用线路PT时可从电压变化看判断（降低——为零——重新出现正常）。
采用母线PT时，可看重合闸开关量是否动作。
如发生永久性故障，从短路电流是否再次出现也可以判断。
4、重合闸动作是否成功：看重合闸动作后是否再出现短路电流，开关是否重新跳闸判定。
故障录波的原理
故障录波的原理嗨，朋友！你有没有想过，当电力系统出故障的时候，就像一个人生病了一样，那得怎么去找出问题出在哪呢？这时候啊，故障录波就像是一个超级侦探闪亮登场啦。
我先给你讲个故事吧。
我有个朋友叫小李，他在一家电力公司工作。
有一次，他们公司负责供电的一个区域突然停电了。
这可不得了啊，好多用户都着急了，打电话来问是怎么回事。
小李和他的同事们就像热锅上的蚂蚁，急得团团转。
这个时候，故障录波装置就成了他们的救命稻草。
那故障录波到底是怎么工作的呢？其实啊，故障录波就像是一个超级敏感的耳朵和眼睛，时刻在监听和观察电力系统的情况。
它主要是对电力系统故障或者异常运行时的电压、电流等参数进行记录。
这就好比你在看一场精彩的魔术表演，你得仔细观察魔术师的每个动作，而故障录波就是在仔细观察电力系统里的每一个“小动作”。
故障录波装置里有传感器呢。
这些传感器啊，就像我们的触觉神经一样，能够敏锐地感知电压和电流的变化。
当电力系统正常运行的时候，电压和电流是按照一定的规律在“流动”的，就像平静的河流一样，缓缓流淌。
可是一旦出现故障，就像突然有一块大石头掉进了河里，水流就会变得紊乱起来。
传感器就会迅速地察觉到这种变化，然后把信号传给故障录波装置。
这个时候，故障录波装置就开始它的记录工作啦。
它就像一个超级速记员，快速地把电压、电流的波形变化记录下来。
这记录下来的波形啊，就像是一幅神秘的地图。
你想啊，如果一个人在森林里迷路了，地图是不是特别重要？这故障录波记录的波形对于找出电力系统故障来说，就是这么重要的东西。
我再给你举个例子吧。
假如电力系统是一个大乐团，电压和电流就像是乐团里的不同乐器发出的声音。
正常的时候，各种乐器配合得非常和谐，演奏出美妙的音乐。
一旦有个乐器出问题了，就像小提琴的弦突然断了，那整个音乐就乱套了。
故障录波呢，就能够准确地把这个混乱的“音乐”记录下来，让维修人员能够听出是哪个“乐器”出了问题。
那故障录波装置记录下来的这些数据有什么用呢？这用处可大了去了。
输电线路典型故障录波图的分析
输电线路典型故障录波图的分析摘要：输电线路长期运行于野外自然环境，面临着雷击、鸟害、绝缘子污闪、外力破坏、山火及冰灾等考验。
输电线路故障后能否及时找到故障点及故障原因能有效避免故障的升级及再次发生。
本文通过对几种输电线路常见的典型故障的录波图进行研究，对故障期间整个过程的电压、电流的变化进行分析，找出一定规律总结，为下步及时查找输电线路故障点及原因提供重要参考。
关键词：输电线路；典型录播；分析；1 雷击故障录波分析输电线路故障中雷击是较常见的典型故障，110 kV以上输电线路雷击在故障类型中占到50%以上，雷击故障的重合闸成功率较高在70~80%左右。
一般雷击故障分为绕击和反击，绕击雷击故障大多为单相故障，反击为单相、两相和三相故障也较为常见。
雷电绕击时，雷绕过架空避雷线击于导线，雷电具有较高电压往往超过线路绝缘水平，单相绝缘子串闪络，造成线路跳闸，造成单相接地故障。
单相绝缘子串闪络前期伴随着较大幅值的雷电流，过后幅值快速下降，故障单相的电压出现变化，之后稳定的雷电流在波形图上呈现较为稳定和整齐的正炫波。
单相雷击后线路保护切除故障，重合闸动作后，大幅值雷电流消失，故线路一般可重合成功。
图1为某220 kV线路一起故障波形图。
图中可知I B相电流增大，U B相电压降低，出现了3I0零序电流及3U0零序电压，I B电流增大与U B电压降低为同一相别，3I0零序电流相位与I B相电流同向，3U0零序电压与U B相电压反向。
由此基本可以断定为单相接地故障。
分析录波后安排线路运维人员现场核实故障，结论为该线路N54塔B相绝缘子雷击闪络痕迹，与故障测距相符确定为故障点。
图1 单相雷击接地故障典型波形图反击故障一般雷击于杆塔顶部和架空避雷线，雷电流经杆塔引线接入大地，幅值较大的雷电流在杆塔上产生较高电压，导线与塔身电位差大于线路绝缘水平即可发生跳闸，故障有可能单相、两相或三相，与单相闪络相似，波形图前期电压波动，后期正炫波整齐稳定。
35kv线路故障录波器
35kv线路故障录波单元台帐幸福风电场220kV升压站目录一、变压器故障录波 (3)二、针式打印机 (5)三、检修试验异常记录 (6)线路故障录波名称线路故障录波器图片型号WDGL-VI/B额定电压AC220V直流电源额定电压：DC 220V、110V 允许偏差：-20%~+20%波纹系数：<5%额定值/测量范围交流电压：57.7V（100V）/ 0-180V交流电流：5A（1A）/ 0-200A（0-40A）交流频率：50Hz / 35-60Hz 直流电压：/ 0-300V高频量：/ 0~100V功率消耗直流回路：≤50W交流电压回路：≤0.05VA 交流电流回路：≤0.3VA开关量通道常开、常闭无源接点外部 GPS 校时无源秒/分/小时脉冲，RS232/RS485/IRIG-B 码自带GPS校时可配置GPS接收模块，直接通过天线接收卫星信号主站校时接受主站发来的软件校时命令对系统进行校时模拟量通道交流电压：±0.2%UN 开关量分辨率：0.08ms 交流电流：±0.2%IN 测距精度优于 2%有功功率：±0.5%UNIN 谐波分析率127 次无功功率：±0.5%UNIN 校时精度24 小时误差：±1us（GPS 同步）/±100ms(非同步)直流通道：±1%UN A/D 转换16 位频率：±0.005Hz 采样频率12800Hz, 6400Hz, 3200Hz（可选）记录容量稳态记录 15 天，暂态记录2000 个独立故障文件存储方式自动循环存储：达到记录容量后，新数据自动覆盖旧数据数据输出方式装置输出如下报警接点信号：录波启动，装置异常，交、直流失电正常工作大气条件环境温度-5℃～+45℃；极限工作温度：-10℃～+55℃相对湿度5%～95%大气压力80kPa～106kPa针式打印机装置名称针式打印机型号LQ-300K-Ⅱ生产厂家爱普生(中国)有限公司出厂日期2014-07 投产日期2014-12检修试验异常记录记录人：日期记录内容结论：工作负责人：验收人：结论：工作负责人：验收人：结论：工作负责人：验收人：结论：工作负责人：验收人：结论：工作负责人：验收人：结论：工作负责人：验收人：结论：工作负责人：验收人：。
故障录波器技术规范
故障录波器技术规范故障录波器技术规范⽬次前⾔ I1 范围 22 录制量分配原则 23 500kV变电站及电⼚升压站录波器的配置及使⽤ 24 220kV变电站及电⼚升压站录波器的配置及使⽤ 35 110kV变电站及电⼚升压站录波器的配置及使⽤ 56 10kV～35kV 变电站及电⼚升压站录波器的配置及使⽤ 5前⾔为加强河北南⽹微机故障录波器的运⾏管理，进⼀步明确、规范微机故障录波器的配置原则和录制量，确保微机故障录波器在电⽹故障时发挥其应有的作⽤，特制定本标准。
本标准规定了河北南⽹变电站及电⼚升压站配置的电⽹故障录波器（⽹调管辖范围内故障录波器除外）在调度、运⾏及维护、安装及调试、设计等⽅⾯的原则。
本标准主要内容包括：――故障录波器录制量分配原则――各电压等级变电站录波器的配置原则和录制量要求本标准由河北电⼒调度中⼼提出。
本标准由河北电⼒调度中⼼解释。
本标准主要起草单位：河北电⼒调度中⼼继电保护处。
本标准主要起草⼈：萧彦、赵春雷、周纪录、张洪、曹树江、常风然、孙利强、齐少娟。
感谢在本标准起草过程中提出宝贵意见的各位同⾏！在执⾏本标准中如有问题或意见，请及时告知河北电⼒调度中⼼。
河北南⽹故障录波器技术规范1 范围1.1 本标准适⽤于河北南⽹变电站及电⼚升压站配置的电⽹故障录波器（⽹调管辖范围内故障录波器除外）。
对电⽹故障录波器的配置和录制量做出了原则要求。
1.2 上述装置在使⽤中，除符合国家、⾏业规定的各种相关技术条件、规程、反措的要求外，还需符合以下原则要求。
1.3 河北南⽹的调度、运⾏及维护、安装及调试、设计等部门均应执⾏本标准。
2 录制量分配原则2.1 待录量按电压等级分别录制于相应的录波器中。
低电压等级未单独配置录波器的，宜将待录量接⼊本站较⾼电压等级录波器或机组录波器中。
2.2 每台主变各侧模拟量和开关量宜录制于同⼀录波器中。
2.3 500kV侧线变串省调调度的边开关断路器保护开关量录制于主变故障录波器中。
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线路故障录波技术及其实现
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，电力系统的各种故障通常会造成比较严重的影响。
电力系统故障录波装置是长期运行进行监视电力系统运行状况的一种自动记录装置。
录波采集的数据是电力系统故障分析、保护动作评价的重要依据。
大量电力故障时的数据和信息，可以帮助专业人员迅速掌握情况，准确快速地分析事故发生的原因，完善电网的负荷模型和故障诊断系统，有助于提高电网稳定运行水平。
关键词故障录波；分析站；采集站
0 引言
故障录波装置是一种电力系统记录暂态过程的主要设备，对故障录波装置提出了更高的要求。
目前计算机软硬件技术的快速发展，以太网络、全球定位系统（GPS）、数字信号处理器（DSP）、面向对象编程（OOP）的软件技术以及嵌入式计算机等硬件技术，为微机型故障录波装置的性能改善提供了必要条件。
1 FR-100L故障录波装置结构和特点
FR-100L微机故障录波装置基本配置由一台采集站、分析站、显示器、键盘鼠标抽屉、打印机抽屉等组成。
1）紧凑式设计，采集站、分析站模式，采集站和交流接口、直流接口为一整体；
2））后台软件使用Windows2000或XP操作系统，具有录波、实时显示、运行监视、数据通信、故障数据分析等功能；并具有完善的自诊断功能，现场免维护；
3）分析站、采集站之间采用高速以太网通信，稳定可靠；
4）自动生成运行、操作日志，使录波器的运行、操作有据可查；
5）起动方式灵活多样，可根据需要自主配置；
6）具有网络通信功能，可以同综合自动化系统进行通信连接，设置装置定值，及获得装置的其它信息；
7）装置所记录的数据真实、可靠、不失真，能准确反应谐波、非周期分量等；
8）装置所记录的数据有足够的安全性；
9）装置具有保存外部电源中断前所采数据的能力，具有失电报警功能，起动报警功能，并有触点输出；
10）装置抗干扰能力强。
2 主要功能
1）具有记录输电线路异常或故障运行数据的暂态记录功能；
2）当电网发生连续多次的大扰动时，能够记录每次大扰动的全过程完整的数据；
3）当电网故障时，装置能输出简要的异常/故障信息，以便于运行人员的处理；
4）谐波分析强大，对所测谐波值，进行数理分析，得出各次谐波的监测值，可查阅历史数据，还可根据需要得到以某时间间隔为统计单位的电能质量参数统计值；并可随时打印输出；
5）装置具有谐波报警功能当谐波电压、谐波电流、总畸变率、电压不平衡度等参数越限时输出报警信号；
6）装置具有利用数据网实现远方调用当前和历史数据的功能；
7）装置具有自复位功能；
8）配接GPS模块秒脉冲，可自动对采集站和分析站进行校时。
3 故障记录过程及方式
3.1 故障记录过程时段
在电力系统发生故障的过程中，按时段A、B、C、D、E进行记录，如图1所示：
图1 电力系统发生故障记录时段图
其中：A：扰动前数据；
B：大扰动初期数据；
C：大扰动后中期数据；
D：动态过程数据；
E：长过程的动态数据。
3.2 故障记录方式
A、B、C时段全以B时段记录方式记录，记录波形完整、连续。
3.3 起动条件
1）第一次起动
符合任一起动条件时，由S点开始按ABC→D→E时段顺序执行。
2）重复起动
采集站已经起动记录的过程中，如有符合起动判据或开关量变位，每次均由S开始重新沿ABC→D→E的时段重复执行。
3.4 长时大扰动记录方式
电力系统连续发生上述大扰动时，采集站可以可靠地记录全部故障数据无一遗漏。
3.5 数据的存储方式
采用数据双存储方式，采集站采用高速大容量存储卡，可存储64批次故障数据，分析站采用高速大容量硬盘，可存储1280批次故障数据，并可自动循环更新旧的数据。
每次记录的数据可用软盘备份或远传至调度中心分析站。
由于分析站可带四个采集站，每个采集站含有1280个批次故障信息文件和配置文件。
4采集站、分析站功能软件
4.1分析站软件功能
1）本机的初始化、自检和数据采集；
2）故障的起动判别；
3）装置实时数据读取。
4.2 分析站的故障录波分析软件
分析站软件主要完成整个装置的运行和调试的监控管理、装置的定值整定、
录波数据的存储及简要故障报告的形成和打印等、与采集站的定时互检和对时，电能质量的实时监视与稳态运行数据存储等。
1）实时数据的显示；
2）暂态数据的显示与分析；
3）谐波数据的显示与历史查询；
4）自动分析与数据处。
5结论
FR-100L故障录波装置不仅用于110kV～500kV不同等级的超高压电力系统，而且也适用于110kV以下的不同等级中低压电力系统，以及牵引变电所的变压器、线路等电气设备正常运行及发生故障时的电气量的动态记录、数据分析，同时具备电能质量综合监测装置功能，进行负荷趋势图、谐波分析，实时数据的棒图分析等，自动采集故障信息、继电保护装置、开关等动作行为并进行存贮、并计算出准确的电压电流有效值，并可随机或定时打印出开关量动作顺序、电压电流的波形、发生故障时间及故障类型信息表和参数设定的一览表。
进行录波和分析，记录故障发生和异常运行的变化过程，再现异常运行和故障的电气量变化过程，作为电力系统查找故障点和分析故障原因的主要依据。
参考文献
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