任务二十六 故障录波装置原理及运行维护
故障录波装置工作原理
故障录波装置工作原理嗨，朋友！今天咱们来唠唠故障录波装置这个超有趣的东西。
你可别一听“故障录波装置”就觉得很枯燥哦，其实这里面的学问可大着哩。
故障录波装置呢，就像是一个超级侦探。
想象一下，在一个大大的电力系统的世界里，有各种各样的线路、设备在忙碌地工作着。
这时候，如果突然有什么地方出故障了，就像是平静的小镇突然发生了神秘事件一样。
故障录波装置就开始它的工作啦。
这个装置呀，它一直在悄悄地观察着电力系统里的各种情况。
它主要关注的就是电流和电压这两个调皮的小家伙。
电流就像是一群奔跑的小蚂蚁，在电线这个“小路”上快速地跑来跑去，而电压呢，就像是给这些小蚂蚁提供动力的神秘力量。
故障录波装置就时刻盯着它们的一举一动。
当故障发生的时候，比如说某条线路突然被雷劈了一下，或者是某个设备突然“闹脾气”不工作了。
这时候，电流和电压就会变得很不正常。
电流可能会突然变得很大，就像小蚂蚁们突然变得超级疯狂，到处乱撞；电压呢，可能会突然降低或者升高，就像动力系统出了岔子。
故障录波装置就会非常敏锐地察觉到这些变化。
它是怎么察觉到的呢？其实啊，它里面有很多超级敏感的传感器。
这些传感器就像是小耳朵和小眼睛，能够精确地捕捉到电流和电压的微小变化。
一旦发现有异常，就会迅速把这些信息记录下来。
这个记录的过程就像是在写一本神秘事件的日记一样。
故障录波装置记录下来的信息可详细啦。
它会把故障发生的准确时间记下来，精确到每一分每一秒。
这就好比是侦探记录犯罪发生的时间一样重要。
而且它还会记录电流和电压变化的整个过程，是怎么变大或者变小的，变化的幅度是多少，这些都记得清清楚楚。
那它记录这些有什么用呢？这用处可大了去了。
对于电力系统的工作人员来说，这些记录就像是解开故障谜团的重要线索。
工作人员就可以根据这些记录，像侦探破案一样，去分析故障到底是出在哪里。
是某条线路的某个地方断了，还是某个设备内部的零件出了问题。
比如说，如果故障录波装置显示某条线路在某个时间电流突然变得超大，而电压又降低了很多，工作人员就可以重点去检查这条线路是不是被什么东西短路了。
任务二十六故障录波装置原理及运行维护
任课教师教研室主任编写日期年月日审批日期年月日授课日期班级任务内容项目九电力系统自动装置原理及运行维护任务二十六故障录波装置原理及运行维护素质目标 1. 培养严谨的工作态度。
能力标准1. 能够对微机型故障录波装置的工作原理进行分析；2. 能够了解故障录波装置的发展；知识目标能够正确表述故障录波装置的基本概念；任务重点故障录波装置的概念及作用、故障录波装置的工作原理任务难点故障录波装置的工作原理教学方法讲授法，案例法，多媒体讲授法布置作业1.故障录波装置的作用是什么？2.简述故障录波装置的基本工作原理。
课后分析教学内容及板书过程设计及提示项目九电力系统自动装置原理及运行维护任务二十六故障录波装置原理及运行维护【任务描述】：电力系统故障时的电气量的记录能够为故障分析提供最直接有效的数据，故障录波装置就是完成此项任务的自动装【任务准备】：【任务实施】：【相关知识】：一、故障录波器1、概念及应用当电力系统发生故障及振荡时，能迅速自动直接记录下反映到故障录波装置安装处的系统故障电气量的一种自动装置。
在主要发电厂、220kV及以上变电所和110kV重要变电所，应装设故障录波或其他类型的故障自动记录装置。
2、故障录波装置的作用：3、故障录波装置录取量的选择1）、线路零序电流必录。
2）、录取波形应能看出故障类型、相别、故障电流、电压的量值及变化规律，跳合闸等。
3）、录波量力求完整，如对220kv及以上线路三相电流应当录全。
4）、在可能发生振荡的线路上，可录一相功率量。
5）、对于装有高频相差保护的线路，当需要录取高频信号时，可少录一相该线的电流，利用录取电流的振子改录高频信号。
对少录的一相电流可采取纵横配合的方法来弥补。
6）、当需要记忆量时，可录一组电流及一组相电压。
置。
本任务中，要求能够知道什么是故障录波器及故障录波器的作用，能够分析微机故障录波器的构成、原理及运行。
分组查阅资料，了解故障录波器的概念和历史现状。
浅谈典型故障录波器的原理及维护
浅谈典型故障录波器的原理及维护作者：万杭平来源：《科技创新导报》 2014年第28期万杭平(国网浙江省电力公司检修分公司浙江杭州 310000)摘要：故障录波器能记录故障前后过程各种电气量的变化，通过分析事故过程、保护动作、故障范围和故障测距，及时正确地处理事故，提高电力系统安全运行水平。
关键词：动态记录硬件组网异常处理中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)10(a)-0082-01在经济快速发展的今天，用电负荷不断增长，电网规模不断增强，电力系统的各种故障通常都会造成比较严重的影响。
故障录波器能在系统发生故障、异常扰动时，自动准确地记录故障前后的各种电气量变化及继电保护动作情况，通过分析、比较，判断保护动作、明确故障范围和故障测距，为处理事故提供科学依据，确保及时处理事故，迅速恢复供电，大大降低了因故障停电造成的综合经济损失。
当下，故障录波器已被广泛应用在各个电压等级的变电站中。
1 电力系统故障动态记录1.1 动态记录类别电力系统故障动态记录的主要任务是，记录大扰动如短路故障、系统振荡、频率崩溃等发生后的有关系统电参量的变化过程及继电保护与安全自动装置的动作行为。
[1](1)高速故障记录：记录因短路故障或系统操作引起、由线路分布参数作用在线路上出现的电流及电压暂态过程，主要用于检测新型高速继电保护及安全自动装置的动作行为，也可用以记录系统操作过电压和可能的铁磁谐振现象。
(2)故障动态过程记录：记录因大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如有功、无功以及频率的全过程变化现象。
主要用于检测继电保护与安全自动装置的动作行为，了解系统暂(动)态过程中系统各电参量的变化规律等。
(3)长过程动态记录：记录主要线路的有功潮流、母线电压及频率、变压器电压分接头位置以及自动装置的动作行为等。
1.2 500kV变电站故障录波记录内容220kV线路、母线联络断路器的相电流和零序电流；220kV母线电压互感器的3个相对地电压和零序电压。
故障录波装置的结构及
数据采集单元一般由信 号输入电路、主处理器电 路、GPS电路、电源电路 等组成。
（1） 信号输入电路
信号输入电路是模拟量和开关量输入的信号调理部分， 它的作用是将电压互感器和电流互感器或其它设备传来模拟信 号及开关量信号进行准确、合适的转换，再送交主处理器电路 进行采样处理。
八、故障滤波器的结构及工作原理
(2)多个数据采集单元通过以太网或者现场总线和分析管理单结构的故障录波装置
数据采集单元可分散安装到开关柜或保护小室内，也可集中 组屏。各个数据采集单元通过专用的录波数据传输网连到主 控制室一台分析管理单元上或远传到调度中心。
七、故障录波器结构模式
2、集中式结构 所谓集中式结构是指数据采集和分析管理在一个装置内实现 。
（（2）2） 主处理器电路
主处理器电路主要对经过信号调理后的电压、 电流和开关量分别进行A／D转换及两级光电隔离，然后 进行采集、计算和启动判断。 若满足启动条件，就启动 录波，并进行数据的存储和传输。另外，主处理模块还 完成自检、定值存储以及与人机对话插件通信等功能。
主处理器电路采用双CPU结构：一片利用DSP芯片 较强的数字信号处理能力和运算能力，结合可编程逻辑 器件、非易失性存储器芯片，主要负责数据的采集计算、 启动判据和数据的存储；另一片高速CPU芯片，结合以 太网控制器芯片、收发以太网包等电路，主要负责跟分 析管理单元进行通信。
(2)正常运行时接收并执行分析管理层下传的参数设置、启 动录波、时间同步和复位等命令。
(3)采样、扫描的同时进行必要的计算和分析，当电网发生 故障或扰动时触发故障录波器。将故障前、故障时和故障后的数 据存贮于专门的数据区中。
(4)将记录的故障数据通过以太网送至分析管理层。
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。
故障录波装置日常检查操作及故障录波图相关知识培训讲解
频率越限和变化率启动； 开关量启动； 手动和遥控启动； 我场NSR2000故障录波测距系统设有“故障录波器 动作”和“故障录波器告警”两块光字牌，启动 “故障录波器动作”的条件为各采集参数启动量越 限；启动“故障录波器告警”的条件为装置电源消 失及装置本身故障。
装置的投退操作步骤 正常情况下NSR2000故障录波测距系统投运操作步 骤如下 1 检查110kV故障录波器屏后工控机电源开关在断 开位置； 2 检查屏后各数据采集单元电源开关在断开位置； 3 检查各电压切换开关位置正确； 4 放上相应故障录波器直流保险； 5 合上110kV故障录波器屏后交流电源开关； 6 合上110kV故障录波器屏后工控机电源开关，并 开启工控机启动按钮，查工控机启动正常； 7 分采集单元电源及信号指示灯正常。
▪ （2）为查找故障点提供依据。 ▪ 由故障录波图可判断故障性质，并根据电流、电压
等录波量的大小计算故障点位置，微机型故障录波 装置可直接测算故障点位置，使巡线范围大大缩小 ，省时、省力，对迅速恢复供电具有重要作用。
▪ （3）帮助正确评价继电保护、自动装置、高压断 路器的工作情况，及时发现这些设备的缺陷，以便 消除事故隐患。
▪ 所以再重申一遍：对于分析录波图，第4条是非常重要的， 对于单相故障，故障相电压超前故障相电流约80度左右；对 于多相故障，则是故障相间电压超前故障相间电流约80度左 右；“80度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，也即线路 阻抗角。
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故障录波装置日常检查操作及故 障录波图相关知识培训讲解
1
一、故障录波装置的作用
▪ 故障录波装置是电力系统十分重要的安全自动装 置之一。由于故障录波装置对提高电力系统的安 全运行水平极为重要，《继电保护和安全自动装 置技术规程》规定：为了分析电力系统故障及继 电保护和安全自动装置在事故过程中的动作情况 ，在主要发电厂、220kV及以上变电站和 110kV重要变电站，应装设故障录波装置。故障 录波装置是一种常年投入运行，监视电力系统运 行状态的自动记录装置。
任务二十六故障录波装置原理及运行维护
任务二十六故障录波装置原理及运行维护故障录波装置（FARB）是一种用于监测电力系统中短时故障的装置，它能够记录下电流和电压的瞬时变化，以便后续分析和解决故障。
下面将详细介绍故障录波装置的工作原理以及运行维护。
一、工作原理故障录波装置的工作原理基于故障录波技术，其基本步骤如下：1.信号采集：故障录波装置使用传感器来采集电流和电压信号，通常采用电流互感器和电压互感器来完成，将电流和电压的变化转化为与之对应的测量信号。
2.信号处理：采集到的电流和电压信号被送到一系列的电路中进行处理。
首先，信号会经过阻抗匹配电路和放大电路放大到适当的幅度；然后，信号会经过滤波器去除高频噪声和杂散信号；最后，信号会经过模数转换器转换为数字信号，以便后续存储和处理。
3.数据存储：经过信号处理后，电流和电压的波形数据会被存储在装置的存储介质中，通常是闪存、硬盘或者SD卡。
存储介质的容量越大，保存的数据量就越多。
4.数据分析：一旦故障发生，当电流或电压信号超出设定的阈值时，故障录波装置会立即触发，并记录下故障发生时刻前后的电流和电压波形数据。
这些数据可以用于后续分析，以确定故障的类型、位置和原因。
5.数据传输：故障录波装置可以通过通信接口（如RS485、以太网等）将数据传输给上位机。
上位机可以对数据进行进一步的处理和分析，并提供更详细的故障记录和报告。
二、运行维护故障录波装置的运行维护对于保证其正常工作和准确记录故障数据是非常重要的。
以下是一些常见的运行维护事项：1.定期校准：定期对故障录波装置进行校准，确保其测量和记录的准确性。
当设备出厂时，通常已经进行了校准，但长期使用后可能会出现漂移，所以需要定期进行校准。
2.软件升级：随着技术的发展，故障录波装置的软件可能会出现新版本的发布。
这些新版本可能包含更先进的算法、更稳定的性能和更友好的用户界面，因此定期进行软件升级可以提高装置的功能和性能。
3.清洁检查：定期清洁故障录波装置的外壳，并检查其连接器和插头是否正常工作。
故障录波装置课件
CONTENTS
• 故障录波装置概述 • 故障录波装置硬件结构及功能 • 故障录波装置软件功能及实现 • 故障录波装置应用案例及分析 • 故障录波装置的选型与配置方
案 • 故障录波装置的安装与调试方
法
01
故障录波装置概述
故障录波装置的作用和意义
作用
故障录波装置是一种用于电力系统监 测和故障诊断的设备，能够记录系统 故障时的电压、电流等信号，为后续 的故障分析和诊断提供数据支持。
度和抗干扰能力。
网络化发展
近年来，随着网络通信技 术的发展，网络化的故障 录波装置也逐渐普及，可 以实现远程监控和数据共享。
02
故障录波装置硬件结构及功能
信号采集单元
01
02
03
电压信号采集
用于采集电压信号，通过 电压互感器将高电压信号 转换为低电压信号，便于 后续的信号处理。
电流信号采集
用于采集电流信号，通过 电流互感器将大电流信号 转换为小电流信号，便于 后续的信号处理。
按照说明书上的步骤，将故障录波装置的 各个硬件模块安装到相应的位置，注意确 保各个模块之间的连接稳定、可靠。
连接电源线
连接信号线
根据装置的电源需求，连接相应的电源线， 并确保电源线的质量和电压稳定。
根据装置的信号需求，连接相应的信号线， 并确保信号线的质量和稳定性。
调试方法及步骤
检查电源 检查信号 测试功能 记录数据
建立维护日志
记录装置的维护活动，包括检查的日期、内容、发现的任 何问题以及采取的措施，这有助于跟踪装置的状态并快速 识别问题。
故障排查及处理方法
检查电源
如果装置无法启动，首先检查电源是否已 连接，以及电源线是否牢固。
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知识目标
能够正确表述故障录波装置的基本概念；
故障录波装置的概念及作用、故障录波装置的工作原理
任务重点
任务难点 教学方法
故障录波装置的工作原理
讲授法，案例法，多媒体讲授法 1.故障录波装置的作用是什么？ 2.简述故障录波装置的基本工作原理。
布置作业
课后分析
教 学 内
容 及 板 书
过 程 设 计 及 提 示
1）、正确分析事故原因、研究防止 对策提供原始资料。 2）、帮助查找故障点。
教 学 内
容 及 板 书
过 程 设 计 及 提 示
3）、分析评价继电保护及自动装置、 高压断路器的动作情况， 及时发现设 备缺陷，以便消除隐患。 3、故障录波装置录取量的选择 1）、线路零序电流必录。 2） 、 录取波形应能看出故障类型、 相别、 故障电流、电压的量值及变化规律，跳 合闸等。 3）、录波量力求完整，如对 220kv 及以 上线路三相电流应当录全。 4）、在可能发生振荡的线路上，可录一 相功率量。 5）、对于装有高频相差保护的线路，当 需要录取高频信号时，可少录一相该线 的电流，利用录取电流的振子改录高频 信号。对少录的一相电流可采取纵横配 合的方法来弥补。 6）、当需要记忆量时，可录一组电流及 一组相电压。 二、故障录波器的历史及现状 1、故障录波器的发展 第一阶段：机械-油墨式故障录波装置， 现已被淘汰。 第二阶段：机械-光学式故障录波装置， 现仍有少量在运行使用。 第三阶段：微机-数字式故障录波装置， 现大量运行使用。 三、微机型故障录波装置 4）、了解电力系统情况、迅速处理 事故。 5）、实测系统参数，研究系统振荡。
t=0ms
系统打扰动开始时间
A 时段：系统大扰动开始前的状态数 据，输出高速原始记录波形，记录时
C D
A S T
B
间不少于 0.04-0.1s B 时段：系统大扰动后的状态数据， 输出高速原始记录波形， 记录时间大
教 学 内
容 及 板 书
过 程 设 计 及 提 示
于 0.06-0.2s C 时段：系统动态过程数据，输出低 速原始记录波形，记录时间大于 0.04-0.1s D 时段：系统长过程的动态数据，每 0.1s 输出一个工频有效值， 在正常情 况下记录时间的范围为 2-10s。 学习任务总结及评价 各组自评、小组互评及教师评价相结合
教 学 内
容 及 板 书
过 程 设 计 及 提 示
1、故障录波装置的启动 除高频信号外，以下信号均可作为启动 量，任一路输入信号定值给出的启动条 件均可启动录波，具体如下。 （1）电压各相和零序电压突变量启动。 （2）正序、负序和零序电压越限启动。 （3）频率越限与变化率启动。 （4）主变中性点零序越限启动 （5）线路同一相电流变化，1.5s 内最 大值与最小值之差大于平均值 10%。 （6）电流各相和零序电流突变量启动。 （7）线路相电流、负序电流、零序电流 越限启动。 （8）开关量变位启动。 （9）手动启动，由人工控制启动入波。 （10）遥控启动，由上级部门通过遥控 下达启动命令。 2、录波数据采样和记录方式 下 图 为 模 拟 量 采 样 时 段 顺 序图，各时段的时间、采样速率可人工 设定，最高 10000 点/s，模拟量采样和 处理时间分配为：
及运行维护
【任务描述】：
【任务准备】： 【任务实施】： 分组查阅资料，了解故障录波器的概念 和历史现状。 第一步：分组协作完成微机故障录波装 置的原理分析及； 第二步：仿真上完成微机故障录波装置 的运维护。
【相关知识】： 一、故障录波器 1、概念及应用 当电力系统发生故障及振荡时，能迅速 自动直接记录下反映到故障录波装置安 装处的系统故障电气量的一种自动装 置。 在主要发电厂、220kV 及以上变电所和 110kV 重要变电所，应装设故障录波或 其他类型的故障自动记录装置。 2、故障录波装置的作用：
教 学 内
容 及 板 书
过 程 设 计 及 提 示
微机型故障录波装置由硬件、 软件组成。 硬件组成即硬件组成示意图所示。 软件功能主要有装置启动判别、故障测 距计算、波形记录、分析报告等。 1、 装置启动： 装置启动一般有自启动和 命令启动两种启动方式。 自启动即通过电气量发生变化时启动装 置。 命令启动即通过调度命令或测试命令启 动装置。 2、 波形记录： 记录装置启动前两个周期 和装置启动后一段时间内的波形，即记 录系统故障及断路器跳闸前后的情况， 保证记录的波形能够反映电力系统事故 的产生和发展过程，不失去故障特征， 不影响对故障的分析评价。 3、 报告输出： 通过打印机打印输出故障 信息，包括站名或厂名、故障时间、故 障线路、故障类型、故障点至安装处的 距离及阻抗测量值、继电保护和自动装 置动作情况、开关变位情况、故障录波 图等。电力系统振荡时，记录的是电流 和电压的包络现，并带时间坐标输出， 波形简明清楚。 整个电力系统的微机型故障录波装置可 以通过 GPS 系统实现同步运行，以便发 挥更好的性能。 四、故障录波装置的运行
任课教师 编写日期
授课日期 班 级
教研室主任 年 月 日 审批日期 年 月 日
任务内容 素质目标 能力标准
项目九 电力系统自动装置原理及运行维护 任务二十六 故障录波装置原理及运行维护 1. 培养严谨的工作态度。 1. 能够对微机型故障录波装置的工作原理进行分析； 2. 能够了解故障录波装置的发展；
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过 程 设 计 及 提 示
项目九 电力系统自动装置原理及 运行维护 任务二十六 故障录波装置原理
电力系统故障时的电气量的记录能够为 故障分析提供最直接有效的数据，故障 录波装置就是完成此项任务的自动装 置。本任务中，要求能够知道什么是故 障录波器及故障录波器的作用，能够分 析微机故障录波器的构成、 原理及运行。