典型故障波形图
故障录波介绍
中性点经接地电阻接地方式
接地变压器结构与一般 三相芯式变压器相似。T0 为接地变压器，铁芯为三 相三柱式，每个铁芯上有 两个匝数相等，绕向相同 的绕组，每相上面一个绕 组与下面一个绕组反极性 串联，并将每相下面一个 绕组的首端连在一起作为 中性点，组成曲折形的星 形接线。二次绕组视工程 需要决定是否配置。
接地变零序保护误动、拒动探讨
防范措施 （3）35kV母线并列运行时，不得同时投入两条母线的接 地变。
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【波形设置】选项
故障的起始时刻
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高度 长度
故障的起始时刻
故障录波离线分析软件
三 典型波形识别
故障录波分析-三相短路电压
故障录波分析-三相短路低压侧电流
0.052s故障开始
0.18s故障结束
故障录波分析-三相短路高压侧电流
故障录波分析-两相短路低压侧电流
故障录波分析-两相短路低压侧电流
实际波形分析-案例 1 保护动作信息
1号接地变保护测控信息
实际波形分析-案例 1 1号接地变零序电流波形
实际波形分析-案例 1
原因分析 直接原因：35kV I段母线所带风机线路上一台配电变压
器A相高压侧引线折断，搭接至变压器本体导致A相接 地故障。 根本原因：35kV I段母线所带风机线路未配置零序电流 互感器，未设置零序电流保护。
五 零序保护误动、拒动探讨
接地变零序保护误动、拒动探讨
（一）两条线路同相接地的电流叠加
当一条线路经高阻接地，由于故障电流小，保护不能动
作；此后，另一条线路又经高阻接地，线路的故障电流也未
达到保护动作值，两条线路同时发生高阻接地等值电路为： 图中，R1 、R2 分别为故障线 路1、线路2的接地过渡电阻； Il1 、IL2 分别为故障线路1、线 路2的零序电流；IR 为流过接 地变的零序电流；XCΣ 、Xb 分 别为线路对地电容、接地变压 器的电抗值；R为接地电阻值。
典型故障的波形分析(一)
发动机 ；Ｓ １ 一 Ｔ Ｉ Ｒ ８ ＧＥ Ｂ 单点喷射 故障症状 ：油耗过 高 ，有时 一黑烟
案例 １ ：喷油器 电阻过大
车 型 ：１ ９ ９ ３年 日产 公 爵 轿 车
及 其 线路 进 行 测 量 ， 现 ５ 喷 油 器 电 阻 ， 发 缸
从 图４ 以看 出 喷 油器 的喷 油 时 间 大 可
达 ， 气 门位 置 传 感 器 进 行 检 查 ， 果 正 节 结
常 。 用 故 障诊 断仪 读 取 故 障 码 显 示 系 统 再
正 常 ，读 取 数 据 流 观 察 与 怠速 相 关 的数 据 ， 没有 发 现 问题 。 来 问题 出在 其他 也 看 方面 ， 根据 以往 的经 验 ， 有 征 兆 的 突 然 没 熄火 ， 一般 是 点火 系统 有 问题 。 用示 波 器 检 查 次 级 点 火 ，波形 显 示 点 火 系统 正 常 ， 如 图 ６ 示 ， 在 发 动 机 突 然 熄 火 时 点 火 所 但 波形 同 时 消 失 ， 说 明发 动 机 熄 火 和 点 火 这 系统 有 关系 。 根 据次 级 波形 来 看点火 系 统本 身 不会
流 过 喷油 器 励磁 线 圈 的 电流 太小 而磁 力 下 降， 导致 喷油 器 针 阀打 开 速 度 变 慢 喷 油 量 减 小 ，由此 导致 发动 机 动 力 不 足 ， 速 无 加 力 的故 障 ，对 供 电 电 路修 理 后故 障排 除 。
仪难 以发 现 的故 障 。 者 在 日常 工 作 中 采 笔
制到主 、 动安全 系统 ， 被 都实现了电子智
能化控制 ， 这对 汽 修 行 业 的诊 断 技 术 和 诊 断手 段 提 出 了更 高 的要 求 。使 用 示 波 器 ， 可 以快速 准 确地 诊 断 出万 用 表和 故 障诊 断
典型故障的波形分析(三)
、
增压 阀
、
油压 调
间很 短
所 以主 油 压 就 高
。
节 阀重 新 装车试 车
了
，
变速 器 开 始换 挡
但 是 新 的 问题 又 出现
，
那 么 是 什 么原 因导 致 电脑 控制异 常呢?
用 示 波器 测量 能
一
换挡点ห้องสมุดไป่ตู้高
，
，
挂 倒 挡 和 前进 挡 都 有 严 重 冲 击
挡； 击稍微轻些 中
，
1 挡升2
磐燥磐 臻
。
>>
，
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
出 了 问题
严 重 磨损
。
拆 下 分 电器 后 发 现
分 电器 轴 和 凸 轮 轴 连 接 的拨 叉
一
于 是 对 节 气 门位 置 传 感 器 进 行 了 检 查
挡冲
对 油 压 产 生 影 响 的信 号
，
也 没 发 现 问题
。
于是用
个 别的电脑
击严 重
2 挡 升3 挡 和 3 挡 升 4
。
替换试 验
。
，
但 故 障依 旧
，
看 来 故 障 原 因 只 有 在 电脑 的供 电 电 路
，
既 然所有挡位都； 中击
说 明主 油压 过高
1 0 k g f／ c
m
。
接上 油压
个 正 常 的 发 动 机 的并列 波 形
一
致
。
图3 0 是
一
典型故障的波形分析(二)
MA X A
。
故 障现 象
挡 行 驶 时 出现 频 繁 换 挡 首先试车
发动机在
，
故障诊断
发现 升入 2 挡后
130 0
～
．
1500 2
r m
／ in 时
1
变速
，
箱突然从
挡降到
挡
然
后 再 从 1 挡升 到2 挡 来 回 反
复
，
如 果 高于 这 个 转 速 就 不
。
出现
读取 故 障码 和 数据流
。
没 发 现 问题
在工 作
一
、
机 械三 方 面
段 时 间后 出现 频 繁 的 开 关 现 象
更 换 了 继 电器
，
考
后 故障排 除
。
段 时 间后 才 出 现 故 障 的
，
所 以机 械 部 分 应
案例 6
车型 ：
：
节气 门 位 置 传 感器接 触 不 良
年广州本 田 变 速箱 ：
2
：
19 9 8
发动 机 ：
F 23 A 3
，
所 测波形 如 图 15 所 示
一
从 波 形 中可
一
这 说 明 E C U 输 出 的 点火 正 时 信 号 有 问 题
E C U正
那 么 是 什 么 原 因影 响 了
。
以看 出 火 花 线 上 有 严 重 的 杂 波 直 干 净 的线
，
。
个 正 常 的波 形 火 花线 是
条平
常 工 作 昵 ? 对 E C U 影 响 最大 的 是 分 电 器 中 的霍 尔 传 感 器
号
。
是 霍 尔传 感 器 本 身有 问题?
常见故障频谱分析
2020年4月
目录
1
典型故障识别
二2、
典型频谱分析
三3、
案例介绍
2
一、典型故障识别
1X频以下：轴承保持架、油膜涡动、紊流、低频响应 1X-10X频：
－不平衡，1X －不对中，1X，2X －轴弯曲，1X，2X －松动，1X－10X －叶片通过频率，叶片数X工频 大于10X频：
动相位差为180度。（此类振动是由于地脚螺栓、胎板或水泥浆松动引起，会产生1倍频的振
6
三、松动
3、轴承座松动
二、典型频谱分析
特征：径向1X、2X和3X波峰。
频谱有上显示1X，2X和3X处有振动分量，但通常没有其它谐波，在严重的情况下还会有0.5X 的的波峰。相位也被用来辅助识别这种故障。轴承和基础间有180度的相位差
结构设计不合理 制造和安装误差 材质不均匀 转子的腐蚀、磨损、结垢 零部件的松动及脱落
不同原因引起的转子不平衡故障规律接近，但各有特点，在分析时 需仔细了解设备运行历史
6
二、不对中
1、平行不对中
二、典型频谱分析
特征：径向2X波峰，径向1X低幅波峰（垂直或水平方向上）。
如果不对中轴的中心线平行但不共线，这样的不对中称为平行不对中（或相离不对中）。平 行不对中在各个轴的联结端产生剪切应力和弯曲变形。联轴器两端的轴承，会在径向（垂直 和水平方向上）上产生高强度的1X和2X振动。在多数情况下，2X处的幅度要高于1X。对于单 纯的平行不对中，轴向上1X和2X处的振幅都很小。沿联轴器检测到的振动在轴向和径向上异 相，并且轴向上的相位差为180度。
6
二、典型频谱分析 四、共振、轴弯曲、偏翘轴承
1、共振
特征：频谱中通常只在一个方向有“峰丘”出现。
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。
典型故障简单频谱
.
3.偏心转子
在转子中心连线方向上最大的1X 转速频率振动
相对相位差为0 度或180 度 试图动平衡将使一个方向的振动 幅值减小，但是另一个方向振动可
能增大
8
.
4.弯曲轴
弯曲的轴产生大的轴向振动 如果弯曲接近轴的跨度中心，则 1X 转速频率占优势 如果弯曲接近轴的跨度两端，则 2X 转速频率占优势 轴向方向的相位差趋向于180 度
9
.
5.1 机械松动（A）
机器底脚结构松动引起的 基础变形将产生“软底脚”问题 相位分析将揭示机器的底板部件之
间垂直方向相位差约180 度
10
.
5.2 机械松动（B）
由地脚螺栓松动引起的 可能产生0.5X，1X ，2X 和3X 转速频率振动 有时，由裂纹的结构或轴承座引起的
11
.
当存在过大的滑动轴承间隙时，很小的不平衡或不对 中将导致很大幅值的振动。
27
17
.
12、拍振
拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成 的结果
宽带谱将显示为一个尖峰上下波动 本身在宽带谱上存在两个尖峰的 频率之差就是拍频
18
.
13、齿轮故障
正常状态频谱显示1X 和2X 转速 频率和齿轮啮合频率GMF 齿轮啮合频率GMF 通常伴有旋转转速频率边带 所有的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率
21
.
齿轮不对中
齿轮不对总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐 波频率，并伴有旋转转速频率边带
齿轮啮合频率基频（1XGMF）的幅值较小，而2X 和3X 齿轮啮合
频率的幅值较高 为了捕捉至少2XGMF 频率，设置足够高的最高分析
频率Fmax很重要
22
故障录波及常见故障波形讲解
(2)电流增大、电压降低为相同两个相别
电力行业标准规定,故障录波器的采样速率应达到5kHz。
3 、 继 电 保 护 装 置 有 不 正 确 动 作 行 为 根(1)据两分相析电三流相增短大路,两故相➢障电录压波降图低得;没出有以零下序特电点流：、零序电压
系统大扰动开始时刻
继 电 保 护 装 置 勿 动 造 成 无 故 跳 闸 但(2)高电的流采增样大速、率电,压则降要•低使为用相较同多两的个存相储别空间,同时在进行数据传输时,要花费更长的时间,这很不利于故障后的快速分析故障。
如果出现长期的电压、频率越限或电流振荡,则由S时刻开始沿ABCD时段顺序录波,并延长D时段, 直至所有起动量全部复归或振荡停息。其中频率值测量精度不劣于±0.05Hz。
06 故障录波器的波形分析
➢ 、各种故障情况下的波行特征: • 单相接地故障,故障相电流和零序电流大小相等且同相位,故障相
电压有一定程度减小,同时有零序电压出现。 • 两相之间故障,两个故障相的电流大小相等,方向相反,没有零序电
(1)一相电流增大,一相电压降低;出现零序电流、零序电压
1、发生故障的电气元件和故障类型；
故障录波器在应用中存在的问题及措施
2、保护动作时间和故障切除时间； 5、详细的保护动作情况；
利用故障录波器记录下来的保护事件和开关副
A但/D高转的换采器样的速位率数,则决要定使了用录较波多器的记存录储数空据间的,节同准时确点在度进。状行数态据传信输时息,要找花费出更长保的时护间,不这很正不利确于故动障后作的原快速因分析故障。
08
典型故障波形的分析
➢ 2、两相接地短路故障
根据分析两相接地短路故障录波图得出以下特点：
(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。 根据以上特点分析判断故障性质为两相接地短路,故障相为接地电流明 显增大的那两相
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录波波形分析
分析录波图的基本方法：
1、首先要通过前面所学的知识大致判断系统发生了什么故障，故障持续了多长时间。
2、以某一相电压或电流的过零点为相位基准，查看故障前电流电压相位关系是否正
确，是否为正相序？负荷角为多少度？
3、以故障相电压或电流的过零点为相位基准，确定故障态各相电流电压的相位关系。
（注意选取相位基准时应躲开故障初始及故障结束部分，因为这两个区间一是非
周期分量较大，二是电压电流夹角由负荷角转换为线路阻抗角跳跃较大，容易造
成错误分析）
4、绘制向量图，进行分析。
一、单相接地短路故障录波图分析：
A相单相接地短路典型录波图
A相单相接地短路典型向量图
UC
UA
IA
3I0约80°
3U0
UB
分析单相接地故障录波图要点：
1、故障相电流增大，电压降低；出现零序电流、零序电压。
2、非故障相短路电流为零，负荷电流无变化
3、零序电流相位与故障相电流同向，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100 度左右。
“80 度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，即线路阻抗角。
二、两相短路故障录波图分析： AB 相间短路典型录波图
AB 相间短路典型向量图
U C
U A U B
约80°
I AB
I A
I B
分析两相短路故障录波图要点：
1、两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。
2、故障相中的电流大小相等方向相反
3、短路点，故障相的电压方向相同、大小相等，为故障相电压的一半，方向与故障相电压方向相反，母线处，故障相电压大小相等，两相之和与正常相方向相反，非故障相的电压大小不变；
4、故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右
二、 两相短路接地故障录波图分析： AB 两相接地短路典型录波图
AB 两相接地短路典型向量图
U C
U A
U B
约80°
U AB
I AB
I A
I B
3U0约110°
分析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、零序电流向量为位于故障两相电流间。
3、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。
三、 三相短路故障录波图分析： 三相短路典型波形图
三相短路典型向量图
分析三相短路故障录波图要点：
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。