故障录波讲解
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
故障录波在线查看
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。
故障录波装置基础知识讲解
一、故障录波器的作用
(3)对断路器存在的问题给以真实记录，如断路器的拒动、跳跃、断相 和切断空载电流的能力等，均可从故障录波图上分析出来，以便改进。
(4)为检修工作提供依据。例如按断路器切除故障次数进行检修是规程 规定的。但从故障录波分析发现，有时单相接地故障发生在不同相别， 切除故障电流并未集中在断路器的同一相，因此断路器检修工作，应 根据录波实际情况而定，可减少检修次数。
门的数据区中。
（4） (4))将记录的故障数据通过以太网送至分析管理层。
五、数据采集单元
2、数据采集单元的结构
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。
(1)模拟量、开关量分别处理后再送至CPU插件、提高 了抗干扰能力，易实现多CPU结构。
(2)多CPU结构提高了装置的可靠性，某个CPU的损坏 不会影响到别的CPU。
(3)总线不外引，加强了抗干扰能力。 (4)使装置的容量可灵活配置。
五、数据采集单元
1、数据采集单元的功能 数据采集单元主要实现以下功能：
(2)保护装置动作不正常(包括误动、拒动、动
2
作信号异常而造成误判断)。
(3)事故过程中，现场人员忙于处理事故，记 录不全，有时次序颠倒，反映情况不真等。
3
一、故障录波器的作用
2、为查找故障点提供依据 3．积累运行经验，提高运行水平
故障录波 文件解析
故障录波文件解析1.引言1.1 概述故障录波文件解析是一项重要的技术，在电力系统故障诊断和维护方面起着关键的作用。
故障录波是指在电力系统发生故障时，对系统电压、电流等参数进行高频采样记录的过程。
故障录波文件解析是对录波数据进行分析和处理的过程，通过解析故障录波文件，可以获取有关故障发生时的详细信息，包括故障类型、故障位置、故障时的电压电流波形等。
这些信息对于电力系统的故障诊断和维护具有重要的指导意义。
在故障录波文件解析的过程中，需要使用一系列的方法和步骤。
首先，需要对录波数据进行预处理，包括数据校验、数据格式转换等。
然后，通过信号处理和数学算法，对录波数据进行分析和提取，获取相关的故障特征。
最后，通过与故障诊断数据库进行比对，确定故障类型和故障位置。
故障录波文件解析在电力系统运维中扮演着重要的角色。
它可以帮助工程师们迅速准确地定位故障，提高故障处理的效率。
同时，通过对录波数据的分析与比对，还能为日后的故障预防和系统优化提供可靠的依据。
因此，故障录波文件解析是电力系统运维中不可或缺的一环。
它的重要性不容忽视，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
在接下来的正文部分，我们将详细介绍故障录波的定义和作用，以及文件解析的方法和步骤，以期帮助读者更好地理解和应用这一技术。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章的结构部分旨在介绍整篇文章的组织架构和内容安排，帮助读者更好地理解文章的内容和脉络。
首先，本文的结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
概述部分可以简要介绍故障录波文件解析的背景和重要性，引起读者的兴趣。
文章结构部分就是本小节要介绍的内容，主要目的是向读者呈现整篇文章的组织结构和内容安排，让读者了解本文的整体框架。
目的部分可以明确本文的写作目的，概括地说明本文的主要目标和内容要点。
正文部分是文章的核心部分，包括故障录波的定义和作用以及文件解析的方法和步骤。
《故障录波讲解》课件
01
电力系统
用于监测和记录电网中的故障 ，提高电网运行的可靠性和稳
定性。
02
工业自动化
在电机、变压器等电气设备中 应用，监测设备的运行状态和
预防故障。
03
轨道交通
用于监测和记录列车运行中的 电气信号，保障列车的安全运
行。
03
故障录波的获取与处理
故障录波的获取方式
03
传感器监测
自动化巡检
人为观察与记录
通过在关键部位安装传感器，实时监测设 备的运行状态，采集故障发生时的数据。
利用自动化巡检设备，定期对设备进行检 查，记录运行数据，以便后续分析。
操作人员通过日常观察，记录设备异常情 况，并及时上报。
故障录波的处理方法
01
02
03
数据清洗
去除无关数据和异常值， 确保数据的准确性和可靠 性。
特征提取
从故障录波中提取关键特 征，如波形、频率、幅值 等，用于后续分析。
故障录波是电力系统故障诊断、事故分析、继电保护整定计算的重要 依据，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
故障录波的作用
故障定位
通过对故障录波的分析，可以确定故障 发生的位置和类型，为快速隔离和修复 故障提供依据。
保护动作分析
通过对保护装置的动作行为和故障录波 数据的对比分析，可以评估保护装置的 性能和正确性。
根据记录数据长度
可以分为长时段录波器和短时段录波器。长时段录波器记录的电气量数据长度较长，适用于对系统动态行为的分析； 而短时段录波器记录的电气量数据长度较短，适用于对保护动作行为的分析。
根据应用场合
可以分为线路故障录波器、变压器故障录波器和母线故障录波器等。不同的故障录波器适用于不同的应 用场合，记录的电气量数据也各有侧重。
故障录波介绍
电力系统中性点接地方式
大电流接地系统 小电流接地系统
中性点直接接地 中性点经低阻抗接地 中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点经高阻抗接地
中性点直接接地系统单相接地
I
• 发生单相接地故障时,非故障相的工频电压升高不会超 过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也相对较低；故 障电流很大，继电保护装置能迅速断开故障线路。
由以上分析可知，当中性点不接地系统发生单相接地时： 1. 零序电压与接地相的相电压大小相等、方向相反。 2.故障相对地电压降为零；非故障相对地电压升高为相电 压的 3 倍，即升高为线电压，相位差为60°。三个线电压 仍保持对称和大小不变。 3.非故障相电容电流增大为正常相对地电容电流的 3倍， 超前相应的相对地电压90°；产生的总零序电流为正常相 对地电容电流的3倍，超前零序电压90°。
故障录波器手动录波
选择【监视】->【手动录波】，在弹出的窗口中可以选择子站、输入 周波数。
录波结束后，“在故障信息窗口” 会自动列出本手动录波文件，选中 此文件，然后点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择【查看波形】，就会 将此文件下载转换并自动用分析软件打开。
故障录波在线查看
【选择波形】选项
故障的起始时刻
故障录波器界面
故障录波器界面
故障录波器本机时间设定
故障录波器定值整定
通道名称
故障录波器定值整定
故障录波
故障录波器接线
模拟量信号
二 故障录波文件
故障录波文件组成和导出
一个完整的故障文件由头文件、配置文件、数据文件三类文件组 成，其文件名的前缀均相同，后缀名分别为“.HDR”、 “.CFG”、“.DAT”。
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。
故障录波及常见故障波形讲解PPT012
05
故障录波器的主要参数
➢ 5、录波数据采样及记录方式
• 5.1、模拟量采样方式
模拟量采样及记录方式按下图执行
系统大扰动开始时刻
A
B
C
D
t=00.0000
t(s)
模拟量采样时段顺序
• A时段：系统大扰动开始前的状态数据,记录时间为40ms~100ms可调。采样
频率10kHz、5kHz、2kHz、1kHz可设。B时段：系统大扰动后初期的状态数据, 记录时间200ms~2000ms可调。采样频率同A段。 C时段:系统大扰动后中期的 状态数据,记录时间1.0s~10s可调。数据输出速率1kHz、0.5kHz、0.25kHz可 设。D时段:系统动态过程数据,不定长录波,录波时间最长为30min,数据输出速 率50Hz,10Hz,1Hz可设,输出为有效值。
(3)加强培训：利用系统维护的机会，请故障录波 器厂家人员到现场讲解。
08 典型故障波形的分析
➢ 1、单相接地短路故障
根据分析的单相接地短路故障录波图得出以下特点： (1)一相电流增大,一相电压降低;出现零序电流、零序电 压 (2)电流增大、电压降低为相同相别 (3)零序电流向位与故障电流同向,零序电压与故障相电 压反向 根据以上分析,判断为单相接地故障,故障相为接地电流 明显增大的那一相。
05 故障录波器的主要参数
➢ 1、采样速率
采样速率的高低决定了录波器对高次谐波的 记录能力,在系统发生故障之初,故障波形的高次 谐波非常严重,因此,为了较真实地记录故障的暂 态过程,录波器要有较高的采样速率。电力行业 标准规定,故障录波器的采样速率应达到5kHz。 但高的采样速率,则要使用较多的存储空间,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。
故障录波四步分析法讲解
故障录波四步分析法讲解故障录波是电力系统中的一种常见设备，它能够捕捉到电力系统中出现的异常波形，并将这些波形记录下来。
故障录波数据对于电力系统的故障分析、事故处理以及设备运行状态评估都有着重要的作用。
而故障录波的四步分析法则是一种对故障录波数据进行系统分析的方法。
故障录波四步分析法概述故障录波四步分析法指的是从故障录波数据的挑选、分析、诊断以及判定四个步骤入手，对故障录波数据进行分析的方法。
具体来讲，故障录波四步分析法包括以下四个步骤：1. 故障录波数据的挑选对于整个电力系统中存在的大量故障录波数据，我们需要首先从中挑选出与我们正在研究的故障类型以及特有的电学特征相一致的数据。
例如，如想要研究一次侧接地故障的波形，我们需要把一次侧的故障录波数据从整个数据中筛选出来。
2. 故障录波数据的分析在确定了可以用于研究的故障录波数据之后，我们需要对这些数据进行进一步的分析。
在此步骤中需要关注的重点包括：•波形特征的分析，包括波形起点、极值点、波形衰减等。
•电学特征的分析，包括电流的大小、相位角、频率响应等。
在了解了故障录波数据的基本信息之后，我们需要对这些数据进行进一步的诊断。
主要包括：•确定故障类型，它可以是接地故障、短路故障等。
•确定故障位置，例如故障发生是在哪个支路、哪个相位等。
•确定故障性质，例如故障是否单相、三相、瞬时短路等。
4. 故障录波数据的判定最后，根据对故障录波数据的挑选、分析和诊断，可以得出对发生故障位置的初步判断。
在此步骤中需要打打决策，例如进行临时保护动作等。
故障录波四步分析法应用案例下面以一种典型的短路故障为例，介绍故障录波四步分析法的应用：1. 故障录波数据的挑选首先，我们需要从大量的故障录波数据中挑选出符合要求的数据。
在这个案例中，我们需要挑选出短路故障发生在某个特定支路下的录波数据，并将其与其他支路下的录波数据进行比较。
2. 故障录波数据的分析接下来，我们需要对选定的故障录波数据进行分析。
故障录波图分析
在我们的日常生产中经常需要通过录波图来分析电力系统到底发生了什么样的故障保护装置的动作行为是否正确二次回路接线是否正确CT、PT极性是否正确等等问题;接下来分享一下分析录波图的基本方法：1、当我们拿到一张录波图后,首先要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：分析单相接地故障录波图的要点：1、一相电流增大,一相电压降低；出现零序电流、零序电压;2、电流增大、电压降低为同一相别;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110度左右;当我们看到符合第1条的一张录波图时,基本上可以确定系统发生了单相接地短路故障；若符合第2条可以确定电压、电流相别没有接错；符合第3条、第4条可以确定保护装置、二次回路整体均没有问题不考虑电压、电流同时接错的问题,对于同时接错的问题需要综合考虑,比如说你可以收集同一系统上下级变电所的录波图,对于同一个系统故障各个变电所录波图反映的情况应该是相同的,那么与其他站反映的故障相别不同的变电站就需要进行现场测试;若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况,那么需要仔细分析,查找二次回路是否存在问题;这里需要特别说明一下南瑞公司的900系列线路保护装置,该系列保护在计算零序保护时加入了一个78度的补偿阻抗,其录波图上反映的是零序电流超前零序电压180度左右;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;度左右”的概念实际上就是短路阻抗角,也即线路阻抗角;二、两项短路故障录波图分析分析两相短路故障录波图的要点：1、两相电流增大,两相电压降低；没有零序电流、零序电压;2、电流增大、电压降低为相同两个相别;3、两个故障相电流基本反向;4、故障相间电压超前故障相间电流约80度左右;若两相短路故障出现不符合上述条件情况,那么需要仔细分析,查找二次回路是否存在问题;比如说有一条线路正常运行时负荷电流基本没有,发生故障后保护拒动;对照要点分析录波图,前三条都满足,但第四条不满足,绘制出向量图以后成了故障相间电压滞后故障相间电流约110度左右;大家想一下,保护回路出了什么问题通过分析可以看出保护的A相电流与B相电流接反了,但由于装置正常运行时负荷电流基本为零,装置不会报警;将A、B两根电流线交换后,第四条变成满足,证明保护装置接线不再有问题;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;三、两相接地短路故障录波图分析分析两相接地短路故障录波图的要点：1、两相电流增大,两相电压降低；出现零序电流、零序电压;2、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;4、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;若两相接地短路故障出现不符合上述条件情况,那么需要仔细分析,查找二次回路是否存在问题;四、三相短路故障录波图分析分析三相短路故障录波图的要点：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;。
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第 5 章 变电站微机故障录波
5.1 微机故障录波原理
一、故障录波器的概念：
故障录波器是电力系统发生故障及振荡时能自动记录的 一种装置，它可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、 电压崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如有 功、无功以及系统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，了解系统暂态过程中系 统中各电参量的变化规律，校核电力系统计算程序及模型参 数的正确性。
精品课件
3
四川大学电气信息学院 3/45
第 5 章 变电站微机故障录波
引子2: 电力系统运行过程中遇到的一些问题：
作为继保部门来说，所关心的是：如何在事故发生后， 查找事故的起因； 事故发展过程中各微机保护设备的动作行为正确与否； 保护定值整定是否恰当； 事故对相关电气设备的冲击； 区域性事故对全网和全系统的影响如何； 如何根据事故发生情况来调整系统的运行方式等等。
备，一边利用较短的时间地，的收电集网索中要，事以故单数相据接并地进短行路全的面细
致的故障分析。
故障最多，约占全部短路故障的
首先应在线路台账上9对0%故左障右进，行其定次位是。两向相调接度地索故要障有。关线
路跳闸时的故障录波器或两微相机接保地护短的路故故障障测的距特、点相是位：、出有关
电压、电流量及保护动作现情较况大。的根零据序故接障地测电距流数，据故，障在相线路
而装置提供资料的准确与否决定于以下4个方面： ① 装置的接线是否正确；
② 装置的定值整定是否准确，这决定于线路参数的测量、 定值的计算和定值的整定；
③ 线路进行改造后是否再次进行了核相，线路参数测量， 计算定值并进行整定。
④ 线路跳闸后是否进行事故分析，并对装置的定值进行
校核和调整，这一点是今后装置能否准确定位的关键。
❖ 分析研究振荡规律； ❖ 分析录波图可以发现继电保护和自动装置缺陷； ❖ 借助录波器，可实测系统参数以及监视系统的运行状态。
精品课件
9Leabharlann 四川大学电气信息学院 9/45
第 5 章 变电站微机故障录波
电力系统对故障录波器的应用和要求
电力系统的动态过程是瞬息万变和无序的，随着环保的约束， 坑口电厂大容量机组的长距离送电将显著影响电网的稳定性；
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5
四川大学电气信息学院 5/45
第 5 章 变电站微机故障录波
解决之道－2
➢ 细致的分析是故障定点的关键：
线路发生故障后，尽管到达故障点的时间越短，故障检出
的成功率越高。但是，接到电调力度线命路令发后生决短不路能是盲出目现地最立多即巡
线，而应一边及时召集必的要一的种事故故障巡形视式人。员中做性巡点线直的接有接关准
精品课件
8
四川大学电气信息学院 8/45
第 5 章 变电站微机故障录波
电力故障录波器的基本作用（表述2）
❖ 正确分析事故原因并研究对策，同时可正确清楚的了解系 统的情况，及时处理事故；
❖ 根据所录取的波形图，可以正确评价继电保护和自动装置 工作的正确性，特别是对转换性故障更是如此；
❖ 根据录波图中示出的零序电流值，可以较正确的给出故障 地点范围，便于寻找故障点；
二、故障录波器的作用：
电力系统故障录波分析产品素有“电力黑匣子”之称，
是电力系统进行故障分析的基本工具，对于正确评判继电保
护及安全自动装置动作行为、确定故障原因、及早排除故障、
恢复正常运行起到了关键的作用，因此对保证电力行业的安
全可靠运行具有十分重要的意义。故障录波装置已成为分析
系统故障的重要依据。
台账上对故障进行定点，的按电照压装降置低测较距多误，差故5%障~相10的%电的流比例
（一般按10%掌握）在台账上确定故增障大区较间多，。还应结合以往
线路跳闸的经验数据进行部分修正。
其次应对可能的故障进行定性。这一点很重要也很难，需
要灵活运用事故数据分析、丰富的事故查找经验，掌握准确
的现场情况，并应经集体商定。根据保护及自动装置的动作
同时，由于系统中存在多个微机自动装置，装置在事故 时的动作次序是判别自动装置动作正确性的关键。要进行动 作次序的判别，对自动装置出口状态的判别、出口时间的记 录又必须足够详细。
因此，当电力系统发生事故时必须有一套能够真实记录 故障发生前后系统各种模拟、开关状态量的装置。
精品课件
7
四川大学电气信息学院 7/45
情况及反映的故障前后的电压、电流量的数值进行简单定性，
才可以对区域外故障或本精线品课路件故障进行区分。
6
四川大学电气信息学院 6/45
第 5 章 变电站微机故障录波
解决之道－3
➢ 详尽、真实、统一时标的数据是事故后分析的关键
在电力系统发生事故后，为了对系统的暂态过程进行分 析，判别事故发生的原因，进行事故重现等处理，详尽、真 实的数据是基础。由于事故分析时，可能考虑到高次谐波的 影响或需要利用故障时某些特殊的高次谐波量进行事故分析， 根据来奎斯特采样定理的定义，这种数据的采样频率必须是 大于所考虑的最高有效次谐波频率的两倍，如果考虑计算精 度，频率应当更高。因此有效的数据应当是满足一定采样频 率的真实采样点数据，而不是有效值的采样点。
第 5 章 变电站微机故障录波
引子1: 电力系统运行过程中遇到的一些问题：
作为线路的运行部门最不愿听到或最头疼的莫过于 接到调度部门“某线路跳闸”的通知，但输电线路固 有的“点多、面广、线路长和运行条件恶劣”的特点， 决定了线路运行部门时常要接到这样的电话。
如何组织事故巡视？ 如何尽快找到故障点？
第 5 章 变电站微机故障录波
变电站综合自动化 原理与系统
主讲：黄 勇
教材：《变电站综合自动化原理与系统》 张惠刚 编著 中国电力出版社
精品课件
1
四川大学电气信息学院 1/45
第 5 章 变电站微机故障录波
第5章 变电站微机故障录波
引子 微机故障录波原理 微机故障录波实例
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2
四川大学电气信息学院 2/45
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4
四川大学电气信息学院 4/45
第 5 章 变电站微机故障录波
解决之道－1
➢ 准确的数据是故障定点的保障：
为了提高故障的准确定位，在110kV及以上变电站大部 分都装有电力系统故障动态记录装置，即故障录波器。故 障录波器的整定值要求其测距误差不大于5%（或2km）且 无判相错误，并能准确记录故障前后的电压、电流量，这 给故障巡视提供了详实的第一手资料。