故障录波器波形分析
电力系统故障录波数据分析
电力系统故障录波数据分析摘要：电力系统故障录波系统是电力系统发生故障及振荡时能自动记录的一种系统或一种装置。
近年来，不同类型的故障录波器已在电力系统中得到广泛应用，所记录的各种故障录波数据为电力系统故障分析及各种保护动作行为的分析和评价提供了数据来源和依据。
目前，电网调度端已能通过专用网或电话网将电网故障录波数据集中到一起，但如何有效管理和利用这些信息进行必要的故障分析、保护动作行为评价及故障测距等并没有统一的标准，因此，本文针对电力系统故障录波数据进行了分析。
关键词：电力故系统故障分析；故障录波数据；双端测距一、电力故障录波器目前，在各个电压等级的变电站中，故障录波器的应用非常普遍。
故障录波器的系统运行原理是基于三相制（三相电压和三相电流）的电力系统进行运作的。
以单相为例，电力系统的电压经由滤波器将低频漂移信号和高频干扰信号过滤，再由霍尔电压传感器变为电流信号，调理电路则将电流信号转变为等比例电压信号，并将该信号传递给模数转换芯片转换成数字信号，通过相关的计算方法对这些数据进行分析，可以得到关于电压的各项参数，包括电压峰值、有效值、最大值、THD等，监控中心获得这些参数后，则可根据分析结果向电力系统故障录波器发送如检测电压、电流以及调整故障记录限值的相关控制指令，并以此促使电力系统始终处于正常的工作状态中。
由此可见，故障录波器是对电力系统故障进行动态记录的主要设备，其负责对电力系统中高速故障及其动态过程的全程记录工作。
（1）对高速故障的记录是针对新型高速断电保护以及安全自动装置进行检测的主要手段，包括对电力系统的短路及通过线路分布参数与电流和电压的系统操作错误的暂态过程进行记录。
（2）对故障动态过程进行记录是针对继电保护与安全自动装置的动作行为进行检测的主要手段，由于大扰动的原因使得电流、电压及其导出量发生有功、无功、频率的变化的全过程都是故障录波器对故障动态过程记录的相关内容。
（3）长过程动态记录是对发电机组和电网正常运行时的稳态数据的记录，其内容包括对母线电压及频率、线路有功潮流、变压器电压分接头位置以及自动装置的动作行为等。
故障录波器应用现状与问题分析
故障录波器应用现状与问题分析摘要：故障录波器，评价继电保护动作与故障的主要设备，设备质量直接影响到整个电力系统的安全性。
本文分析故障录波器应用现状与存在问题，联系实际情况分析提高故障录波器应用质量的措施。
通过这种方式提升电力系统安全运行质量。
关键词：故障录波器；应用问题；优化措施引言电力系统中应用故障录波器，可以记录系统中出现的电流、电压异常，分析这些记录可以及时发现系统问题，及时纠正系统存在的错误情况。
尤其是电力系统智能化建设背景下，使得故障录波器原有作用无法发挥，有必要做好研究分析工作。
1、故障录波器应用现状故障录波器，通过轮播形式记录电力系统发生的重大故障，对系统短路接地、系统扰动、震荡等造成的电压电流频率的改变进行记录。
电力系统技术人员通过对记录波形的分析，明确故障与事故，缩短电力事故分析时间、降低工作量，提高工作效率。
可以说，录波器录波质量直接影响到系统安全运行，提高其录波质量已成为当前主要问题。
随着计算机信息技术发展，故障录波器的性能得到大幅度提升，具有较强的记忆功能、大存储、及时性等特点，因此在实际中得到广泛使用。
但具体应用时依然存在一些问题，影响到应用效果。
电力企业集中布置数据采集装置，采集各电气量参数时要使用大量二次电缆，提升成本并造成严重的资源浪费，同时使用后还会加重电压互感器与电流互感器的负担，并对数据准确性产生影响；同时故障录波器增加GPS卫星授时系统，但录波方式存在差异性，产品类型不同造成无法统一分析与查询数据。
数据输出方式相对简单，且交换接口层次多交换速率低，加上规约不统一，使得使用不方便出现问题。
2、故障录波器影响因素2.1 故障录波时间有限故障录波器处于某些特殊运行环境时，高压线路重合闸整定时间通常选择为长延时，一般时间为7-10s。
处于这种情况时，故障录波器的录波时间有限，并不能将开关重合的整个过程完整记录下来，记录下来的波形也不完整，直接影响到故障解决。
2.2 录波器频繁性启动处于当前运行模型环境中，电力故障频繁发生，造成处于这个系统中的录波器频繁启动，这种情况直接缩短录波器寿命。
基于Python软件的故障录波数据分析
基于Python软件的故障录波数据分析基于Python软件的故障录波数据分析引言：电力系统是现代社会的重要基础设施，为保障电力系统的稳定运行，故障录波数据的分析变得尤为重要。
而Python语言作为一种功能强大的编程语言，在数据分析、可视化和机器学习等方面有着广泛的应用。
本文将介绍如何使用Python软件对故障录波数据进行分析，以帮助电力系统工程师更好地理解和处理故障。
一、故障录波数据的特点：故障录波数据是指在电力系统发生故障时，通过录波装置记录下的相关信号。
故障录波数据具有以下特点：1. 高速采样：为了准确记录故障发生过程中的细节，录波装置通常以较高的采样频率进行数据采集。
2. 大数据量：因为故障发生的瞬间，录波装置需要记录较长的时间窗口，导致录波数据的数量庞大。
3. 多种信号：录波数据通常包含多个信号，如电流、电压、功率等。
4. 难以处理：录波数据的处理需要考虑信号的同步、滤波、配准等问题，具有一定的难度。
二、Python在故障录波数据分析中的应用：Python语言具备丰富的科学计算库和数据处理工具，使其成为处理故障录波数据的理想选择。
1. 数据导入与预处理：Python拥有强大的数据导入和处理功能，可以轻松处理大规模的录波数据。
通过使用Pandas库，可以将数据从不同格式（如CSV、Excel等）导入到Python环境中，并进行数据清洗和预处理工作。
示例代码：import pandas as pddata = pd.read_csv('data.csv') # 导入数据data = data.dropna() # 去除缺失值2. 数据可视化：Python提供了多种数据可视化库，如Matplotlib和Seaborn，可以帮助分析师更好地理解和呈现故障录波数据。
可以利用这些库绘制波形、频谱图、柱状图等图形，揭示数据中的规律和特点。
示例代码：import matplotlib.pyplot as pltplt.plot(data['time'], data['voltage']) # 绘制电压波形plt.xlabel('Time')plt.ylabel('Voltage')plt.show()3. 特征提取与分类：故障录波数据中蕴含着丰富的信息，可以通过特征提取和分类算法进一步分析数据。
故障录波及常见故障波形讲解共27页文档
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
故障录波及常见故障波形讲解 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
故障录波器
故障录波器
英文名称：Fault oscillograph
定义：电力系统发生故障时自动连续记录多路电流、电压模拟量波形的仪器。
故障录波器-故障录波器
故障录波器用于电力系统，可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平均有着重要作用。
故障录波器是提高电力系统安全运行的重要自动装置，当电力系统发生故障或振荡时，它能自动记录整个故障过程中各种电气量的变化。
故障录波器-故障录波器的作用
1、根据所记录波形，可以正确地分析判断电力系统、线路和设备故障发生的确切地点、发展过程和故障类型，以便迅速排除故障和制定防止对策。
2、分析继电保护和高压断路器地动作情况，及时发现设备缺陷，揭示电力系统中存在的问题。
3、积累第一手材料，加强对电力系统规律的认识，不断提高电力系统运行水平。
故障录波器-故障录波器的启动方式
起动方式的选择，应保证在系统发生任何类型故障时，故障录波器都能可靠的启动。
一般包括以下启动方式：负序电压、低电压、过电流、零序电流、零序电压。
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。
关于ZH-5型故障录波器的一些基本操作说明
ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置精简板使用说明书此精简版说明主要是为了方便用户使用，主要从以下7个常见功能的使用方法做个简单的介绍：一、前面板指示灯的各种状态的简单说明：运行灯：绿色，正常运行时，每秒钟闪烁1次；装置死机时，不闪烁；装置掉电时，不亮。
故障灯：红色，装置故障时亮；装置正常时，熄灭。
录波灯：橙色，装置启动录波时亮，录波复归后熄灭。
对时灯：橙色，装置每次收到GPS对时信号时闪烁一次，如果没有收到GPS对时信号，则熄灭。
装置在启动过程中，这些指示灯会全亮，以测试指示灯是否损坏，这是正常现象。
二、历史录播查询历史录波查询用户可输入不同的时间段、故障类型和跳闸相别，来检索录波数据。
双击列表中的条目，可以调用波形查看和分析软件打开此数据。
三、实时波形检测上图左侧为实时波形监视页面，用户可通过下拉列表选择监视的通道或一次设备。
如果信号太小或太大，需要垂直放大或缩小显示，可点击“设置显示比例”，设置界面如右图，可通过设置各种信号的峰值在垂直方向上放大或缩小图形。
如果某类信号禁止设置，则表明当前没有监视此类通道。
用户可用鼠标单击快捷工具栏的“暂停实时波形监视”按钮使之处于按下状态，则本页面停止刷新，保持不变；再次单击此按钮，按钮弹起，则取消暂停，波形图重新开始刷新。
用户也可按下“显示一次值”按钮以一次值显示当前值，弹起则显示二次值四、修改配线配置母线点击右侧“添加母线/电压组”可弹出以下界面配置母线参数。
配置线路点击右侧“添加线路/电流组”可弹出以下界面配置线路参数。
线路阻抗参数是一次侧物理参数，对于输电线，必须正确填写，否则影响故障测距；对于不需要测距的成组电流，可将线路类型设为“其它”。
对于3/2接线的线路且接入的是开关电流，请选中“3/2接线且接入开关电流”，这样该线路就可以关联2组TA（通常是断路器电流），且可以配置TA极性。
线路电流是两组TA的矢量和。
这种线路同普通线路一样可以进行故障测距。
故障录波器基本知识及典型案例
三.故障录波器的基本要求
• 5、数据记录格式及网络功能 • 6、对后台分析软件的要求 • （1）能自动综合双端数据进行故障测距； • （2）能根据记录的电流、电压形成波形，导出各序分量
及其向量图、阻抗变化轨迹； • （3）具备完善的数据库管理功能
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四.录波的基础知识点
各种故障情况下的波行特征：
21215
四.实例分析三相短路向量图
21216
Ⅳ.三相短路分析要点
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四.关于故障后应该出的信息
• 单相故障 两套主保护的单相跳闸信号，两套后备保护动作信
号，差动动作信号，收信、发信信号，重合闸动 作信号 • 两相及以上故障 两套主保护的三相跳闸信号，两套后备保护动作信 号，差动动作信号，收信、发信信号，
信息子站
二.故障录波器之原理
➢ 录波器起动方式
目的：能满足各种故障情况下可靠起动故障录 波器。
模拟量起动：按相设置的过电流、低电压起 动；按相设置的电流突变起动、零序过流和突 变起动；负序电流起动。
开关量起动：所有保护的跳闸出口信号；所 有开关的副接点变位信号
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三.故障录波器的基本要求
4、绘制向量图，进行分析。
21210
四.简单故障分析基础
• 基础---对称分量法 • 单相接地故障—故障相电流与零序电流大小
相等，方向相同。故障相电压有大幅度降 低，最低接近于零。
21211
四.实例分析单相接地故障
21 212
四.实例分析两相短路故障典型向量图特点分析
21213
21 124
四.实例分析三相短路波形
作的原因，必要时通过计算工具进行模拟
计算分析
故障录波与动作分析
三、分析故障录波图的基本方法
电力系统故障
横向故障 纵向故障
对称故障
三相短路
不对称故障
单相断相 两相断相 三相断相
单相接地短路 两相短路 两相接地短路
下面以电力系统输电线路的四种基本故障为例介绍分析 故障录波的基本方法。
三、分析故障录波图的基本方法
短路种类
示
意
图
三相短路
Three-phase(3Φ) fault
录波记录时间：故障录波器被触发后，将根据事先设定的 录波时间采集数据、存储数据。这几个时段有：故障前记录时 间，这部分录波数据主要是用来进行故障定位计算时使用。触 发时段：这部分录波数据记录的是故障发生的前期过程，含有 较多的暂态分量，故障后进行故障定位和其他电气量计算使用 的主要是这部分数据。故障后时段：这个时段主要记录系统在 故障结束后系统的情况，这段数据主要关心的是变化过程。
零序电流的计算方法与IkB 相同。需要说明的是实际计算 出的是3I0 。
二、故障录波图关键数据的读取方法
故障电压计算方法: 先以UB通道上存在的故障电压波形两边的最低波峰在度标 尺上的位置,计算出两边最低波峰之间截取的标尺格数除以2， 乘以在图中显示的“U:45V/格”比率再除以根号2就得到二次 电压有效值。最后再乘以故障设备间隔母线PT的变比，即得 到一次电压有效值。假设本间隔PT变比为1100/1。则B相短 路的一次电压
当保护屏处打印出一故障波形图时，应该首先观察波形图 的全貌，再判断故障类型、保护的动作行为、断路器的动作行 为及故障的持续时间等信息，写出简要的故障分析报告。由于 故障波形图载有大量的故障信息，还可以详细地分析电流、电 压波形特点及其变化过程，从中得到对查找事故有用信息。
变电站故障录波装置培训课件-PPT
6
（4）了解系统运行情况，迅速处理事故。
从故障录波图的电气量变化曲线，可以清楚地了解电力系 统的运行情况，并判断事故原因，为及时、正确处理事故 提供依据。
7
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
8
三、故障录波装置的发展
1、故障录波装置经历三个阶段：
第一阶段
– 机械—油墨 式故障录波装 置
2
1 概述
2
故障录波装置的硬件构成
3
录波装置的操作说明
4 典型波形的分析
3
第一节 概 述
一、故障录波装置的应用场所
故障录波装置主要用于发电厂、220KV及以上变 电所和110KV重要变电所，便于分析电力系统故 障及继电保护和安全自动装置在事故过程中的动作 情况，迅速判断线路故障的位置
4
二、故障录波装置的作用
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D保护返回时间是指故障电流消失时刻到保护输出触点断开 的时间，保护返回时间为30ms。
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E合闸装置出口动作时间是从故障消失开始计时到发出重合 命令(重合闸触点闭合)的时间，重合闸动作时间为862ms。
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F开关合闸时间是从重合闸输出触点闭合到再次出现负荷电 流的时间，断路器合闸时间为218ms。一般不用断路器位置触 闭合或返回信号。
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（4）具有完善的智能化打印绘图功能。
打印输出时能够对录波数据进行分析，自动确定绘图比例， 自动选择电气量有变化的部分。打印输出的信息报告内容 包括故障时刻、故障元件、故障地点、故障类型、自动重 合闸动作情况、开关量动作顺序等。
（5）故障录波数据后期处理。
对故障录波后的数据，可在机上用专用的软件进行离线 处理。可对录波数据全过程模拟量的每一部分及开关量 进行放大、缩小、定格、重新排列、打印输出等，还可 远传录波数据到调度中心进行分析处理。
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故障录波器波形分析
故障录波器波形分析
在我们日常工作中，经常需要通过录波波形来分析电力系统发生了何种故障，保护装置的动作行为是否正确，二次回路接线是否正确，试验接线是否正确，CT、PT极性是否正确等
问题。
以下是分析录波图的基本方法：
1.首先，我们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：
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。
若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况，需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。
需要特别说明的是公司的LFP-900系列线路保护装置，该系列保护波形中的电流在计算时加入了一个78度的补偿阻抗。
其录波图上反映的正向故障是故障相电压与电流同向，零序电流超前零序电压180度左右；反向故障是故障相电压与电流反向，零序电流与零序电压同向。