二期故障錄波器故障錄波器假設(shè)應(yīng)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(yīng)用現(xiàn)狀和存在問題的基礎(chǔ)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(yīng)用

0前言

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

1電力系統(tǒng)故障錄波技術(shù)要求及故障錄波器的實(shí)現(xiàn)

1.1電力系統(tǒng)故障記錄技術(shù)要求

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

1)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生大擾動(dòng)，包括遠(yuǎn)程故障時(shí)，可以根據(jù)需要自動(dòng)記錄擾動(dòng)的全過程，當(dāng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程基本終止時(shí)，自動(dòng)停止記錄。

2)存儲(chǔ)容量要足夠大。當(dāng)系統(tǒng)連續(xù)發(fā)生大擾動(dòng)時(shí)，應(yīng)能記錄每次大擾動(dòng)后的全過程數(shù)據(jù)，并按要求輸出系統(tǒng)電氣參數(shù)(1，U，P，Q，F(xiàn))和前一次擾動(dòng)后保護(hù)裝置和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作。

3)記錄的數(shù)據(jù)可靠安全，符合要求，無失真。記錄頻率(每個(gè)工頻周期的采樣次數(shù))和記錄間隔(連續(xù)或定期記錄一次)應(yīng)以每次大擾動(dòng)的開始為依據(jù)，并應(yīng)滿足不同時(shí)期的要求。選擇原則是：

(1)滿足分析數(shù)據(jù)的要求；

充滿了運(yùn)營部故障分析和系統(tǒng)分析的需求；

盡可能只記錄和輸出符合實(shí)際需要的數(shù)據(jù)；

各安裝點(diǎn)記錄和輸出的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)同步，以滿足集中處理系統(tǒng)對(duì)所有信息的要求。1.2故障記錄器的實(shí)現(xiàn)

故障錄波器通常有三種不同的方法實(shí)現(xiàn)故障錄波：

1)高速故障記錄

要求記錄線路配電參數(shù)動(dòng)作所涉及的短路故障或系統(tǒng)運(yùn)行引起的電流和電壓的暫態(tài)過程。主要用于檢測(cè)新型高速繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為，也可用于記錄系統(tǒng)操作過電壓和可能出現(xiàn)的鐵磁諧振現(xiàn)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1s。

2)故障動(dòng)態(tài)過程記錄

記錄大擾動(dòng)引起的系統(tǒng)電流、電壓及其衍生量，如有功功率、無功功率和系統(tǒng)頻率的全過程變化。主要用于檢測(cè)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為，了解系統(tǒng)暫態(tài)(動(dòng)態(tài))過程中系統(tǒng)各種電氣參數(shù)的變化規(guī)律，檢查電力系統(tǒng)程序和模型參數(shù)計(jì)算的正確性。其特點(diǎn)是采樣速度低，一般不超過1.0kHz，但記錄時(shí)間長，直到頻率大于o.1Hz的瞬態(tài)動(dòng)態(tài)過程基本結(jié)束才會(huì)終止。系統(tǒng)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。 #p#分頁標(biāo)題#e#

3)長過程的動(dòng)態(tài)記錄

在電廠中，它主要用于記錄蒸汽流量、蒸汽壓力、閥門位置、有功和無功功率輸出、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或頻率以及主機(jī)的勵(lì)磁電壓；在變電站中，它用于記錄主線路的有功潮流、母線電壓和頻率、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)過程時(shí)間長。

2故障錄波器的發(fā)展歷史、應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題

20世紀(jì)60年代末，我電力系統(tǒng)開始應(yīng)用基于光電轉(zhuǎn)換原理的故障錄波器，120膠片作為記錄載體。自20世紀(jì)80年代中期以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)引入繼電保護(hù)領(lǐng)域，微機(jī)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(diào)查分析中發(fā)揮著重要作用。雖然微機(jī)故障錄波器的數(shù)據(jù)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(jié)多、容量小、無時(shí)間刻度、無記憶能力、數(shù)據(jù)讀取誤差大等問題。具有記憶功能強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、故障定時(shí)、故障類型判別、故障參數(shù)和事件序列記錄、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和方便后臺(tái)分析等特點(diǎn)，得到了極大的發(fā)展。但是，從長期的運(yùn)行實(shí)踐和目前故障錄波器實(shí)現(xiàn)故障錄波的三種不同方法來看，仍然存在以下問題：

2.1基本問題

1)數(shù)據(jù)采集設(shè)備集中布置，采集各種電參數(shù)需要大量的二次電纜，不僅造成資源的大量浪費(fèi)，而且增加了PT和CT的負(fù)擔(dān)，直接影響數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)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(tǒng)不同，不便于統(tǒng)一分析和統(tǒng)計(jì)查詢。

3)數(shù)據(jù)輸出方式簡(jiǎn)單，交換接口層次多，交換速率低，協(xié)議不統(tǒng)一，不便于組網(wǎng)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和綜合分析。

4)不方便與其他故障分析設(shè)備交換數(shù)據(jù)。

5)缺乏對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和矢量的監(jiān)控手段。

2.2瓶頸問題

傳統(tǒng)的故障錄波器利用記憶周期記錄采樣數(shù)據(jù)。記錄周期為秒，根據(jù)故障啟動(dòng)元件的啟動(dòng)，通過通信網(wǎng)絡(luò)將故障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)介質(zhì)上。因此，筆者認(rèn)為故障錄波器記錄故障

1)內(nèi)存容量

常規(guī)故障錄波器的內(nèi)存容量為MB級(jí)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生多次擾動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)元件多次啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)存容量的限制易導(dǎo)致丟失錄波數(shù)據(jù)。

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)，則無法捕捉到故障數(shù)據(jù)，故障錄波器失去實(shí)用性。如啟動(dòng)元件配置的靈敏度過高，導(dǎo)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(shù)據(jù)丟失。

3)通訊網(wǎng)速度

①從內(nèi)存到永久存儲(chǔ)介質(zhì)的速度。這個(gè)指標(biāo)對(duì)啟動(dòng)元件頻繁啟動(dòng)時(shí)，是否丟失錄波數(shù)據(jù)起決定性作用。

②從本地到故障錄波管理機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速度。這個(gè)指標(biāo)對(duì)快速分析故障，提高分析故障的速度異常重要。#p#分頁標(biāo)題#e#

2．3關(guān)鍵問題

1)啟動(dòng)的同時(shí)性

隨著機(jī)組容量的不斷增大，系統(tǒng)和廠用電的配置也越來越復(fù)雜，進(jìn)入故障錄波裝置的量也越來越多，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(jí)聯(lián)、擴(kuò)展的方法實(shí)現(xiàn)多套啟動(dòng)，但在啟動(dòng)時(shí)間上存在明顯差異，給故障的分析帶來了極大的不便。

2)錄波的真實(shí)性

傳統(tǒng)錄波裝置通常以全波傅立葉算法計(jì)算每周波(20ms)的電壓、電流的幅值／相位，其采樣與電力系統(tǒng)頻率(50Hz)同步，但無自適應(yīng)頻率變化采樣功能。而電力系統(tǒng)出現(xiàn)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，必將造成波形的嚴(yán)重失真。

而其中如何確定合適的啟動(dòng)判據(jù)，如何同時(shí)啟動(dòng)一套系統(tǒng)的多個(gè)單元更是常規(guī)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(xiàn)的頑疾。