《故障录波系统操作与分析》教程

Wave故障录波系统操作与分析（目录）Wave500 录波分析系统概述（1）Wave500 录波分析系统主要包括的分析功能（1）Wave500 录波分析系统的操作（2）显示和采样数据显示（3）各录波分析功能的切换（4）矢量分析功能使用（5）谐波分析功能使用（5）故障录波分析方法（6）首先介绍看故障录波图的要点（6）典型故障录波图分析（7）单相接地故障分析（7）两相短路故障分析（9）两相接地短路故障分析（11三相短路故障分析（11故障过程波形特征（13相关名字解释（13Wave500 录波系统问答（14）故障录波系统操作与分析一、Wave500 录波分析系统概述Wave500 录波分析系统是提供继电保护故障录波分析的工具， 它可以 无缝地集成到变电站综自系统和调度系统的程序中，也可以单独运 行， 专门进行故障录波分析。该系统通过读取COMTRADE式存放的电力系统故障数据，进行故障分析。Wave500 录波分析系统系统允许同时打开多个波形文件，进行比较 分 析。二、Wave50 录波分析系统主要包括的分析功能：1. 原始波形显示：绘制录波文件选定通道的录波波形，并显示实时 米 样值和米样时间；2. 矢量分析：通过矢量图，可以很直观地比较各个模拟量之间的相 对关系；3 谐波分析：本系统可以计算出经过前取或后取周波的傅立叶变换 后的111 次谐波数据，并可设定基准矢量和切换成复数表达形式；4. 序分量分析：在录波文件完整的情况下(la,lb,lc,Ua,Ub,Uc),本系统 能对选定的三相通道进行序分量分析，包括正序、负序和零序 的幅值和 相角的数值显示和图形显示等功能5. 测距分析：在录波文件信息完整的情况下，本系统可以计算分析出当前故障的单端测距和故障类型；6. 曲线分析：本系统能对已有的波形通道的瞬时值和谐波值通过特 定 的换算公式合成计算出新的波形曲线，并对之可进行图形和数值显 示；7. PS6000保护设备通讯管理：本系统支持与PS600设备的即时通讯，能完成以下的通讯管理功能：定值、事件描述、告警描述、遥信描述、 录波通道描述等信息的上招、保存和查看，召压板信息，召模拟量信 息，即时获取保护上传的保护动作、告警及遥信变位信息，召录波文 件 列表，指定录波文件上招等等；8. 录波参数查看：查看当前波形文件的具体属性和通道的有关参9. 波形详细分析：可进行波形的横向和纵向的放大、缩小和还原， 波形复制和交换，波形的幅值比较，波形叠加比较（最多 5个）、选择 波形曲线进行打印和打印预览等；10. 嵌入综自系统：本软件可响应PS600 （直接调用命令。三、Wave50录波分析系统的操作1. 本系统启动后，可以看到一共有四个显示窗口，其中左上为“文 件 查看窗口”，左下为“录波分析功能切换窗口” ，右侧为“录波曲线 图 形显示窗口”，中间为“采样数据显示窗口” 。2. 点击工具栏上的“打开”按钮即可选择打开波形文件，文件成功 打 开后可在左上的文件查看窗口看到新加入的文件名及所包含的录 波通道 名。3. 本软件可连续打开多个录波波形文件，一般情况下最新打开的 文件 为当前选中的文件，从而在其他显示窗口和状态栏的显示信息即 为该文 件的录波信息。4. 当前录波文件的切换：在“文件查看窗口”点击列表中需要切换 的 录波文件，单击右键，在弹出的菜单里根据需要选择不同的菜单项 即 可。5. 关闭文件：单击工具栏上的“关闭”按钮即可关闭当前的波形文 件；或者在“文件查看窗口”中点击要关闭的文件的右键，在弹出菜 单 中选择“关闭”项即可。显示和采样数据显示1. 录波文件打开后，即可在右侧的“录波曲线显示窗口”中看到 录波文件的当前 7 个通道的曲线图，它们对应的采样信息在左侧的“波 形信息显示窗口”显示。2. 在状态栏中可以查看到当前波形文件的文件名、 故障绝对时间 和 故障相对时间等录波信息。3. 不同录波通道的显示切换：本软件一共能显示 7 个当前文件的 录 波通道，如果要切换通道，只需在在“文件查看窗口”中点选要切 换的 通道，单击右键，再选择要显示的位置即可。4. “采样信息显示窗口”的采样数据和通道信息会随着文件的切换和 通道的变化而自动更新。5. 波形显示分为“全选”和“单选”两种模式；前者为默认模式， 在此模式下右边的波形显示窗口将当前文件显示所有的波形通道 （拖 动 滚动条即可查看所有波形）；在“单选”模式下，将只能显示 7 个通 道 的波形，但可自由选择要显示的曲线通道。 两种通道的模式切换可 在 “文件查看窗口”中点选要切换的通道，单击右键，再选择要显示 的位 置即可；或者在“采样数据显示窗口”中单击右键选择切换即可。6. 波形叠加工功能：该项功能只有在“单选”模式下才能使用，在“采样数据显示窗口”中单击右键选择切换即可。各录波分析功能的切换1. 本系统能在多个分析功能页中切换：单击工具栏中的需要选择的 分 析功能上单击即可切换。2. 本系统主要的分析功能页包括：a) 矢量分析(默认选项)b) 谐波分析c) 序分量分析d) 测距分析e) 曲线合成分析f) 录波文件属性查看g) 录波通道参数查看h) 保护设备通讯管理矢量分析功能使用：1. 矢量分析的对象默认为当前选中的波形文件。2. 功能页的上部为矢量图形显示区，内圈为电流模拟量通道矢量， 外圈为电压模拟量通道矢量；下部为矢量数据显示列表；中间为功能 设 置的按钮和组合框。3. 单击“通道选择”可以从当前波形文件中选择需要进行矢量分析 的 模拟量通道。4. 单击“参数设置”可以选择矢量分析的一些附属功能设置，主要 包 括：a）矢量数据显示模式切换：有“幅值/相角模式”和“复数模式”两种；b）带通道名称显示矢量图与否；c）在矢量分析中傅立叶变换时采样数据选取模式切换：有向前取全 周 波（默认）和向后取全周波两种模式；5. 本软件可以选择不同的谐波波次对录波文件进行矢量分析，能支 持 111次谐波分析选择，默认情况下为基波矢量分析。6. 本软件可以选择不同的录波通道作为基准矢量，并以此推算和图 示 其他通道与基准矢量通道的相对关系，便于用户进行故障分析。谐波分析功能使用：1. 谐波分析的对象默认为当前选中的波形文件。2. 谐波分析的功能页上部为谐波分析波次选择列表和通道选择列 表，中部为基准矢量选择组合框和“参数设置”按钮。3. 谐波分析的波次选择范围为 111谐波。4. 谐波分析的通道对象为模拟量通道。5. 单击“参数设置”可以选择谐波分析的一些附属功能设置，主要 包 括：a）谐波数据显示模式切换：有“幅值/相角模式”和“复数模式”两种；b）在谐波分析中傅立叶变换时采样数据选取模式切换：有向前取全 周 波（默认）和向后取全周波两种模式。c）“带通道名称显示矢量图与否”功能此处不用；6. 本软件可以选择不同的录波通道作为基准矢量，并以此推算和图 示其 他通道与基准矢量通道的相对关系，计算出谐波分析结果。四、故障录波分析方法：工作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？ 首先介绍看故障录波图的要点：1、当我们拿到一张录波图后，首先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，进行分析典型故障录波图分析：、单相接地故障分析IBIC310UAUEuc3U040“0nsA榔*押農堆姐斷Ki)UAfA3U03fO7B分析单相接地故障录波图要点：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相位同相，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 80度左右；对于多相故障， 贝 U 是故障相电压超前故障相 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。二、两相短路故障分析K(2)鼻盧獻分析两相短路故障录波图要点:1、两相电流增大，两相电流降低；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。我们来分析一下由录波图绘制的向量图。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。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、两相接地短路故障分析fS分析两相接地短路故障录波图要点：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冋题。四、三相短路故障分析1A IB IC 310 UA UB UC 3U0分析三相短路故障录波图要点: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。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 否存在冋题们还要参考其它数据，考虑设备的实际，二次故障因素等情况！ 故障过程波形特征： 故障相电流有明显突变增大，电压有一定程度减小，同时有零序电 压 和零序电流出现在故障切除后，电流通道变为一根直线。如果是线路PT，在线路两端 故障均切除后故障相电压变为 0，零序电流变得很小或为 0，但有 很大 的零序电压。重合成功。三相电流恢复正常负荷电流，三相电压恢复对称。相关名词解释：什么是 COMTRADE 式？COMTRADE IEEE标准电力系统暂态数据交换通用格式。标准为电力系 统或电力系统模型采集到的暂态波形和事故数据的文件定义了一 种格 式。时间的换算：1s=1000ms=1000000us（s 就是秒， us 就是微秒， ms 就是毫秒） 什么是矢量？既有大小，又有方向的量叫矢量。 什么是傅里叶变换？ 傅里叶变换是一种分析信号的方法，它可分析信号的成分， 也可用这些成分合成信号。许多波形可作为信号的成分，比 如正弦波、方波、锯齿波等，傅里叶变换用正弦波作为信号 的成分。什么是谐波？ 电力系统中有非线性（时变或时不变）负载时，即使电源都 以工 频 50HZ 供电，当工频电压或电流作用于非线性负载时， 就会产生 不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，这些不 同于工频频率 的正弦电压或电流，用富氏级数展开，就是人 们称的电力谐波。Wave500 录波系统问答： 打开故障录波系统后，打开文件提示：找不到系统文件？为什么打开故障录波系统一段时间以后，系统自动关闭？如何设置系统用户名和密码？测距分析为什么不能使用？什么是序分量分析？ 故障录波器的启动方式有哪些？（1）模拟量启动：正序电流、正序电压（过电流、低电压）；负序电 压、负序电流；零序电流、零序电压。(2) 开关量启动。(3) 手动启动。 打印功能包含哪些？ 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。 故障录波数据的处理和管理？ 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，个人不得随意拷贝录波文件，如工作需要拷贝， 应当 首先请示上级领导！ 录波分析系统掉电保护功能？ 掉电时，实时时钟及录波数据等信息不丢失。