故障錄波器及繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn)

1、故障錄波器及繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn),駱敬年 luo_jn@ec.sp.com.cn,故障錄波器及繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn),關(guān)于故障錄波器：1、故障錄波器的功能2、故障錄波器的一般工作原理3、評(píng)價(jià)錄波器性能的常用指標(biāo)4、如何根據(jù)波行圖判斷故障性質(zhì)5、故障錄波器接入數(shù)據(jù)網(wǎng)方案6、一般設(shè)備故障的判斷方法,故障錄波器之功能,按照電力系統(tǒng)發(fā)生故障的不同情況，對(duì)應(yīng)于錄波器的作用主要體現(xiàn)在：系統(tǒng)發(fā)生故障，保

2、護(hù)動(dòng)作正確 利用故障錄波器記錄下來的電流電壓量對(duì)故障線路進(jìn)行測(cè)距，同時(shí)給出能否強(qiáng)送的依據(jù),故障錄波器之功能,電力系統(tǒng)元件發(fā)生不明原因跳閘 利用故障錄波器記錄下來的電流電壓量判斷出是否無故障跳閘,查明原因，馬上恢復(fù)送電,故障錄波器之功能,繼電保護(hù)裝置有不正確動(dòng)作行為繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)造成無故障跳閘系統(tǒng)有故障但保護(hù)裝置拒動(dòng)系統(tǒng)有故障但保護(hù)動(dòng)作行為不符合預(yù)先設(shè)計(jì) 利用故障錄波器記錄下來的保護(hù)動(dòng)作事件量和開關(guān)副接點(diǎn)

3、狀態(tài)信息找出保護(hù)不正確動(dòng)作的原因，必要時(shí)通過計(jì)算工具進(jìn)行模擬計(jì)算分析,,故障錄波器之原理,一般原理框圖,,,,,隔離部 件,隔離部 件,模擬通道輸入（含高頻）,事件量輸入,,采樣與保持模/數(shù)轉(zhuǎn)換,,,計(jì)算機(jī)控制單元CPU與數(shù)據(jù)處理單元（DSP),,GPS對(duì)時(shí)信號(hào),,,輸出單 元,存儲(chǔ)單元,,故障錄波器之原理,錄波器起動(dòng)方式 目的：能滿足各種故障情況下可靠起動(dòng)故障錄波器。 模擬量起動(dòng)：按相設(shè)置的過電流、低電壓起動(dòng)；按相設(shè)置的電流

4、突變起動(dòng)、零序過流和突變起動(dòng)；負(fù)序電流起動(dòng)。 開關(guān)量起動(dòng)：所有保護(hù)的跳閘出口信號(hào)；所有開關(guān)的副接點(diǎn)變位信號(hào),故障錄波器之指標(biāo),評(píng)價(jià)錄波器的常用指標(biāo) 采樣速率－采樣速率的高低決定了錄波器對(duì)高次諧波的記錄能力 ，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不低于5KHz，工程中一般使用3200Hz，即每周波采樣64點(diǎn)。A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)－A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)決定了錄波器記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度 。,高檔的錄波器使用12位A/D，且每個(gè)通道使用一個(gè),故障錄波器之指標(biāo),評(píng)價(jià)錄波器

5、的常用指標(biāo) 最大故障電流記錄能力錄波記錄時(shí)間 故障前 故障時(shí) 故障切除后－非全相時(shí)期 重合 系統(tǒng)振蕩,穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，一般不小于2周波。高采樣速率,暫態(tài)數(shù)據(jù)，高采樣速率。記錄時(shí)間0.2秒,高速或低速采樣，記錄時(shí)間大于重合閘動(dòng)作時(shí)間,重合成功，經(jīng)預(yù)先設(shè)定的最大記錄時(shí)間后停止錄波，一般設(shè)定2秒,重合于故障，重新開始一個(gè)記錄過程,長(zhǎng)時(shí)間的完整記錄，保證數(shù)據(jù)的完整性,故障錄波器之技術(shù)分析,波行特

6、征：故障相電流有明顯突變?cè)龃螅妷河幸欢ǔ潭葴p小，同時(shí)有零序電壓和零序電流出現(xiàn)在故障切除后，電流通道變?yōu)橐桓本€。如果是線路PT，在線路兩端故障均切除后故障相電壓變?yōu)?，零序電流變得很小或?yàn)?，但有很大的零序電壓。重合成功。三相電流恢復(fù)正常負(fù)荷電流，三相電壓恢復(fù)對(duì)稱。,故障錄波器之技術(shù)分析,根據(jù)故障錄波圖能夠獲得的信息1、發(fā)生故障的電氣元件和故障類型2、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和故障切除時(shí)間3、故障電流和故障電壓4、重合時(shí)間以及是否重

7、合成功5、詳細(xì)的保護(hù)動(dòng)作情況6、完成附屬功能（測(cè)距、阻抗軌跡、相量以及諧波分析等）,,,故障錄波器之配置原則,選用嵌入式的故障錄波器，通信控制單元不依賴于硬盤或后臺(tái)機(jī)錄波器能夠按規(guī)約方式向錄波器主站或保護(hù)子站上傳錄波文件。配置專用的母線故障錄波器，確保一條母線的所有開關(guān)接入同一臺(tái)錄波器變壓器模擬量的接入－四側(cè)一般每?jī)纱湟慌_(tái)錄波器，如主變直接掛在母線上，可以單獨(dú)配置一臺(tái),故障錄波器之配置原則,模擬量和開關(guān)量之比為1:3或1:

8、4配置，以保證有足夠的通道接入開關(guān)量必須接入錄波器的開關(guān)量：按相接入每個(gè)開關(guān)的副接點(diǎn)，設(shè)置為在開關(guān)有閉合變?yōu)榉珠l時(shí)啟動(dòng)錄波器直接作用于跳閘線圈的保護(hù)裝置的跳閘出口接點(diǎn)，有分相出口的要按相接入有關(guān)的告警信息：高頻保護(hù)的收、發(fā)信信號(hào)，DTT信號(hào)，差動(dòng)保護(hù)的通道告警信號(hào)，保護(hù)裝置故障信號(hào)、失電信號(hào)，PT/CT斷線信號(hào)主變的非電氣量保護(hù)僅接入能夠跳閘的信號(hào)，而大量的告警信號(hào)不需要接入,華東電力數(shù)據(jù)網(wǎng)示意圖,數(shù)據(jù)網(wǎng)接入口交換機(jī)示意圖,故

9、障錄波器接入數(shù)據(jù)網(wǎng)方案,無保護(hù)子站情況下的錄波器接入方案1、同一種型號(hào)錄波器首先自己連接成網(wǎng)，對(duì)于無網(wǎng)絡(luò)口輸出的設(shè)備可以通過配置串口服務(wù)器轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)口。 2、通過站內(nèi)某臺(tái)錄波器的交換機(jī)，將故障錄波器接入到數(shù)據(jù)網(wǎng),無子站情形下錄波器的接入,具有獨(dú)立網(wǎng)口的錄波器設(shè)備,其他輸出口的錄波器,故障錄波器接入數(shù)據(jù)網(wǎng)方案,有保護(hù)子站情況下的錄波器接入方案1、每一臺(tái)錄波器均通過網(wǎng)絡(luò)接入子站交換機(jī)，對(duì)于無網(wǎng)絡(luò)口輸出的設(shè)備可以通過配置串口服務(wù)器

10、轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)口。 2、通過站內(nèi)子站交換機(jī)，將故障錄波器接入到數(shù)據(jù)網(wǎng),有子站情況下的錄波器接入,華東電力數(shù)據(jù)網(wǎng)IP地址分配規(guī)律,華東500kV變電站僅建設(shè)二級(jí)網(wǎng)，IP地址為10.30開頭，供保護(hù)使用地址的最后一位為65-123或193-251，65和193一般預(yù)留給保護(hù)子站使用。凡直接跟電力數(shù)據(jù)網(wǎng)接口的設(shè)備（包括保護(hù)管理機(jī)、錄波器工程師站、串口服務(wù)器以及220kV部分的設(shè)備等）都必須使用華東網(wǎng)調(diào)分配的二級(jí)網(wǎng)地址,華東電力數(shù)據(jù)網(wǎng)IP地址

11、分配規(guī)律,發(fā)電廠使用的IP地址屬于省市調(diào)一級(jí)的三級(jí)網(wǎng)，各地IP地址的分配規(guī)律為： 上海：10.31 江蘇：10.32 浙江：10.33 安徽：10.34以上地址需發(fā)電廠向省市調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)管理部門申請(qǐng),故障錄波器系統(tǒng),一般故障的排除方法較多的情況下是遠(yuǎn)傳部分故障。,,故障錄波器及繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn),關(guān)于故障信息管理系統(tǒng)：1、電網(wǎng)事故的一般處理原則2、子站典型接入方案（圖）3、功能-定值、信息分類、通信、歸檔

12、、時(shí)間補(bǔ)償、事故簡(jiǎn)報(bào)、規(guī)約轉(zhuǎn)換4、運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)5、現(xiàn)在存在問題及將來發(fā)展方向,故障信息管理系統(tǒng),背景 電網(wǎng)事故的一般處理程序,電網(wǎng)事故判斷,電網(wǎng)事故判斷,,電話匯報(bào)－現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度員綜合檢查站內(nèi)一次設(shè)備動(dòng)作情況和保護(hù)動(dòng)作情況，結(jié)合故障錄波圖分析后完成。,,RTU傳送到EMS系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)遙測(cè)量。,,繼電保護(hù)專業(yè)的技術(shù)支持。,電網(wǎng)事故分析,繼電保護(hù)專業(yè)的技術(shù)支持。,,,,現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)的動(dòng)作信號(hào)－－來自于調(diào)度員的匯報(bào),故障錄波器的錄波圖,保

13、護(hù)裝置內(nèi)部動(dòng)作事件報(bào)告和動(dòng)作波行圖,,,,,繼電保護(hù)故障信息,繼電保護(hù)故障信息－傳統(tǒng)的收集方法,電話傳真電子郵件 缺點(diǎn)：速度慢，受制約多,繼電保護(hù)故障信息－子站建立的基礎(chǔ),微機(jī)型裝置的普及運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)硬件價(jià)格的下降傳輸通道數(shù)量的增加和通信效率的提高,,子站：完成站內(nèi)繼電保護(hù)裝置和故障錄波器裝置等動(dòng)作信息采集、處理，并按要求向有關(guān)的調(diào)度主站發(fā)送故障數(shù)據(jù)的裝置或系統(tǒng),子站典型接入方案,繼電保護(hù)故障信息子站－功能

14、,信息的采集 能夠完整接收繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作事件報(bào)告和故障錄波 能夠調(diào)取保護(hù)內(nèi)部的定值和定值區(qū)號(hào) 能夠調(diào)取保護(hù)開入量、開出量狀態(tài)（需保護(hù)支持） 能夠查詢到保護(hù)的運(yùn)行狀態(tài)（停運(yùn)或投運(yùn)） 能夠調(diào)取故障錄波器的動(dòng)作報(bào)告 能夠接受來自于主站的強(qiáng)制召喚命令對(duì)指定設(shè)備進(jìn)行通信,繼電保護(hù)故障信息子站－功能,信息的處理 規(guī)約轉(zhuǎn)換 定值比對(duì)功能 信息分類處理 簡(jiǎn)化錄波報(bào)告形成

15、 事故報(bào)告的生成 保護(hù)裝置時(shí)間的補(bǔ)償,,,,,,,繼電保護(hù)故障信息子站－功能,規(guī)約轉(zhuǎn)換－根據(jù)不同的保護(hù)或錄波器裝置采用相應(yīng)的通信規(guī)約進(jìn)行通信，并將錄波文件轉(zhuǎn)換為COMTRADE格式保存 ABB－SPA－BUS，串口AREVA－COURIER, 串口GE －GE MODEM，串口SEL－TERMINAL ,串口國(guó)產(chǎn)保護(hù)－ 103，網(wǎng)口IDM錄波器－IDM規(guī)約BEN錄波器－BEN32,,定值比對(duì),,,繼電保

16、護(hù)故障信息子站－功能,信息分類處理I類信息－能夠直接作用于開關(guān)跳閘的保護(hù)動(dòng)作信息以及開關(guān)副接點(diǎn)信息II類信息－與保護(hù)的運(yùn)行有關(guān)的告警信息III類信息－保護(hù)動(dòng)作過程中的一些事件量信息,,繼電保護(hù)故障信息子站－功能,,收取錄波文件,判斷是否故障,,挑取相應(yīng)通道，形成新的錄波文件,,繼電保護(hù)故障信息子站－功能,事故報(bào)告：時(shí)間、地點(diǎn)、廠站、設(shè)備、故障類型、保護(hù)動(dòng)作情況、重合情況、測(cè)距情況,,時(shí)間補(bǔ)償,原因－由于保護(hù)時(shí)間的不一致造成信息無法

17、歸檔方法－輪詢時(shí)讀取裝置的時(shí)間然后與子站時(shí)間對(duì)比后進(jìn)行補(bǔ)償,繼電保護(hù)故障信息主站－功能,除完成子站的功能外，還應(yīng)監(jiān)視各子站及子站與設(shè)備的通信情況自動(dòng)接收子站自動(dòng)發(fā)送上來的保護(hù)動(dòng)作事件量綜合兩端的動(dòng)作事件，自動(dòng)進(jìn)行故障歸檔手動(dòng)進(jìn)行故障測(cè)距計(jì)算手動(dòng)進(jìn)行繼電器特性分析,報(bào)告示例,特性分析圖,繼電器特性示例,,,詳細(xì)阻抗軌跡數(shù)據(jù),經(jīng)常發(fā)生故障的設(shè)備和接口,網(wǎng)絡(luò)線水晶頭光電轉(zhuǎn)換器交換機(jī)工控機(jī),存在的問題及今后的發(fā)展方向,速度慢