故障錄波器應用研究(一)

二期故障錄波器故障錄波器假設應用研究(1)作者：匿名2008年1月23日193360403:38

頻道：關(guān)鍵詞：摘要：在分析故障錄波器應用現狀和存在問(wèn)題的基礎上，探討了錄波器的發(fā)展方向，提出了楊二公司二期故障錄波器的概念和方案關(guān)鍵詞：故障錄波器；app應用

0前言

故障錄波器不僅是研究現代電網(wǎng)的基礎，也是評估繼電保護動(dòng)作、分析設備故障性質(zhì)和原因的重要依據。性能優(yōu)異的故障錄波器在保證電力系統安全運行和提高電能質(zhì)量方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。電力故障錄波器已成為記錄電力系統動(dòng)態(tài)過(guò)程不可缺少的精密設備。其主要任務(wù)是記錄短路故障、系統振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大系統擾動(dòng)發(fā)生后，系統電氣參數的變化過(guò)程以及繼電保護和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為。

1電力系統故障錄波技術(shù)要求及故障錄波器的實(shí)現

1.1電力系統故障記錄技術(shù)要求

電力系統故障動(dòng)態(tài)過(guò)程記錄的主要任務(wù)是記錄短路故障、系統振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大的系統擾動(dòng)后，系統電氣參數的變化過(guò)程以及繼電保護和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為。電力系統故障錄波技術(shù)要求；

1)當系統發(fā)生大擾動(dòng)，包括遠程故障時(shí)，可以根據需要自動(dòng)記錄擾動(dòng)的全過(guò)程，當系統動(dòng)態(tài)過(guò)程基本終止時(shí)，自動(dòng)停止記錄。

2)存儲容量要足夠大。當系統連續發(fā)生大擾動(dòng)時(shí)，應能記錄每次大擾動(dòng)后的全過(guò)程數據，并按要求輸出系統電氣參數(1，U，P，Q，F)和前一次擾動(dòng)后保護裝置和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作。

3)記錄的數據可靠安全，符合要求，無(wú)失真。記錄頻率(每個(gè)工頻周期的采樣次數)和記錄間隔(連續或定期記錄一次)應以每次大擾動(dòng)的開(kāi)始為依據，并應滿(mǎn)足不同時(shí)期的要求。選擇原則是：

(1)滿(mǎn)足分析數據的要求；

充滿(mǎn)了運營(yíng)部故障分析和系統分析的需求；

盡可能只記錄和輸出符合實(shí)際需要的數據；

各安裝點(diǎn)記錄和輸出的數據應及時(shí)同步，以滿(mǎn)足集中處理系統對所有信息的要求。1.2故障記錄器的實(shí)現

故障錄波器通常有三種不同的方法實(shí)現故障錄波：

1)高速故障記錄

要求記錄線(xiàn)路配電參數動(dòng)作所涉及的短路故障或系統運行引起的電流和電壓的暫態(tài)過(guò)程。主要用于檢測新型高速繼電保護和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為，也可用于記錄系統操作過(guò)電壓和可能出現的鐵磁諧振現象。其特點(diǎn)是：采樣速度快，一般采樣頻率不低于5 khz整個(gè)記錄時(shí)間很短，比如不超過(guò)1s。

2)故障動(dòng)態(tài)過(guò)程記錄

記錄大擾動(dòng)引起的系統電流、電壓及其衍生量，如有功功率、無(wú)功功率和系統頻率的全過(guò)程變化。主要用于檢測繼電保護和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為，了解系統暫態(tài)(動(dòng)態(tài))過(guò)程中系統各種電氣參數的變化規律，檢查電力系統程序和模型參數計算的正確性。其特點(diǎn)是采樣速度低，一般不超過(guò)1.0kHz，但記錄時(shí)間長(cháng)，直到頻率大于o.1Hz的瞬態(tài)動(dòng)態(tài)過(guò)程基本結束才會(huì )終止。系統中廣泛使用的各種故障錄波器和事件順序錄波器都屬于這一類(lèi)。 #p#分頁(yè)標題#e#

3)長(cháng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)記錄

在電廠(chǎng)中，它主要用于記錄蒸汽流量、蒸汽壓力、閥門(mén)位置、有功和無(wú)功功率輸出、轉子轉速或頻率以及主機的勵磁電壓；在變電站中，它用于記錄主線(xiàn)路的有功潮流、母線(xiàn)電壓和頻率、干式變壓器的分接頭位置以及自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為。其特點(diǎn)是采樣速度低(每幾秒鐘一次)，整個(gè)過(guò)程時(shí)間長(cháng)。

2故障錄波器的發(fā)展歷史、應用現狀及存在的問(wèn)題

20世紀60年代末，我電力系統開(kāi)始應用基于光電轉換原理的故障錄波器，120膠片作為記錄載體。自20世紀80年代中期以來(lái)，隨著(zhù)計算機技術(shù)引入繼電保護領(lǐng)域，微機故障錄波器發(fā)展迅速，成為電網(wǎng)故障信息記錄的主力軍，在許多重大事故的調查分析中發(fā)揮著(zhù)重要作用。雖然微機故障錄波器的數據記錄性能有了很大提高，但光電故障錄波器存在記錄環(huán)節多、容量小、無(wú)時(shí)間刻度、無(wú)記憶能力、數據讀取誤差大等問(wèn)題。具有記憶功能強、存儲容量大、故障定時(shí)、故障類(lèi)型判別、故障參數和事件序列記錄、遠程數據傳輸和方便后臺分析等特點(diǎn)，得到了極大的發(fā)展。但是，從長(cháng)期的運行實(shí)踐和目前故障錄波器實(shí)現故障錄波的三種不同方法來(lái)看，仍然存在以下問(wèn)題：

2.1基本問(wèn)題

1)數據采集設備集中布置，采集各種電參數需要大量的二次電纜，不僅造成資源的大量浪費，而且增加了PT和CT的負擔，直接影響數據記錄的準確性。

2)錄波方法不一致，全網(wǎng)各點(diǎn)錄波器時(shí)間參考系統不同，不便于統一分析和統計查詢(xún)。

3)數據輸出方式簡(jiǎn)單，交換接口層次多，交換速率低，協(xié)議不統一，不便于組網(wǎng)、數據遠程傳輸和綜合分析。

4)不方便與其他故障分析設備交換數據。

5)缺乏對實(shí)時(shí)數據和矢量的監控手段。

2.2瓶頸問(wèn)題

傳統的故障錄波器利用記憶周期記錄采樣數據。記錄周期為秒，根據故障啟動(dòng)元件的啟動(dòng)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )將故障數據存儲在永久存儲介質(zhì)上。因此，筆者認為故障錄波器記錄故障

1)內存容量

常規故障錄波器的內存容量為MB級。當系統發(fā)生多次擾動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)元件多次啟動(dòng)時(shí)，內存容量的限制易導致丟失錄波數據。

2)啟動(dòng)元件

啟動(dòng)元件是故障錄波器的核心元件，如果啟動(dòng)元件在故障時(shí)不能啟動(dòng)，則無(wú)法捕捉到故障數據，故障錄波器失去實(shí)用性。如啟動(dòng)元件配置的靈敏度過(guò)高，導致錄波器啟動(dòng)頻繁，在通訊網(wǎng)采用慢速通道時(shí)，容易引起故障錄波數據丟失。

3)通訊網(wǎng)速度

①從內存到永久存儲介質(zhì)的速度。這個(gè)指標對啟動(dòng)元件頻繁啟動(dòng)時(shí)，是否丟失錄波數據起決定性作用。

②從本地到故障錄波管理機的數據傳輸速度。這個(gè)指標對快速分析故障，提高分析故障的速度異常重要。#p#分頁(yè)標題#e#

2．3關(guān)鍵問(wèn)題

1)啟動(dòng)的同時(shí)性

隨著(zhù)機組容量的不斷增大，系統和廠(chǎng)用電的配置也越來(lái)越復雜，進(jìn)入故障錄波裝置的量也越來(lái)越多，而每個(gè)錄波單元的容量是一定的，因此目前普遍采用了多套錄波單元的做法。但多套錄波單元啟動(dòng)的同時(shí)性問(wèn)題一直未能很好的解決：要么多套錄波單元不能同時(shí)啟動(dòng)；要么采用級聯(lián)、擴展的方法實(shí)現多套啟動(dòng)，但在啟動(dòng)時(shí)間上存在明顯差異，給故障的分析帶來(lái)了極大的不便。

2)錄波的真實(shí)性

傳統錄波裝置通常以全波傅立葉算法計算每周波(20ms)的電壓、電流的幅值／相位，其采樣與電力系統頻率(50Hz)同步，但無(wú)自適應頻率變化采樣功能。而電力系統出現短路故障時(shí)，往往含有豐富的高次諧波分量，裝置此時(shí)若仍以50Hz的倍頻同步采樣的話(huà)，必將造成波形的嚴重失真。

而其中如何確定合適的啟動(dòng)判據，如何同時(shí)啟動(dòng)一套系統的多個(gè)單元更是常規故障錄波器技術(shù)上的關(guān)鍵和難點(diǎn)，其已經(jīng)成為影響故障錄波實(shí)現的頑疾。