故障录波识图基础及典型故障分析

故障录波识图基础及典型故障分析南宁供电局变电管理二所袁守强在我们的日常生产中，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，CT、PT极性是否正确等等问题。分析录波图的程序及基本方法：1、拿到录波图后，首先要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。4、绘制向量图，进行分析。故障持续时间:故障持续时间为从电流开始变大或电压开始减低开始到故障电流消失或电压恢复正常的时间，如图所示的A段，故障持续时间为60ms。保护动作时间:保护动作时间是从故障开始到保护出口的时间，即从电流开始变大或电压开始降低，到保护输出触点闭合的时间，如图所示的B段，保护动作最快时间为15ms。断路器跳闸时间:断路器跳闸时间是从保护输出触点闭合到故障电流消失的时间。如图所示C段，断路器跳闸时间为45ms。一般不用断路器位置触点闭合或返回信号。保护返回时间: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，如图所示D段，保护返回时间为30ms。重合闸装置出口动作时间:重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，如图所示E段。图中重合闸动作时间为862ms。断路器合闸动作时间:断路器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。如图所示F段，断路器合闸时间为218ms。也不用断路器位置触点闭合或返回信号。（一）读取准确事件时间一、识图基础故障波形时间汇集柱图一、识图基础（二）电流、电压的有效值的读取IkB=［(总格*电流标度I)/(2√2)］×变比=［(3.8×4)/(2√2)］×1200/1=6450(A)UkB=［(总格*电压标度I)/(2√2)］×变比=［(2*45)/(2√2)］×110/0.1=35(kV)一、识图基础可以利用故障波形图中的电流、电压波形，测量故障期间电流、电压的相位，分析故障时的测量阻抗角。可以通过测量电流、电压波形过零的时间差来计算相位。若电流过零时间滞后于电压过零时间，则为滞后相位;反之则为超前相位。图中电流过零变负滞后电压过零变负约4ms，相当于滞后角18°×4=72°。由此可以判断故障发生在正方向(相对于本站母线)。并且从这种阻抗角可推断是线路金属性接地故障。若实测电流超前电压110°左右，则表明是反向故障。根据所得的短路电压及短路电流IkB对短路电压UkB的相位，可以画出故障的相量图。（三）电流、电压相位的读取一、识图基础故障性质一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压；电流增大、电压降低为同一相别，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；金属性接地故障时，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100度左右，负序电流超前负序电压约100度左右；在电力系统中如果有较多的接地中性点，则零序阻抗相对较小，单相短路电流较大；如果是中性点不接地系统，忽略电容电流后，其零序阻抗接近无穷大，单相接地故障相电流为零；一般情况下保护安装处的两个非故障相电流不会是零，它们的幅值相等，它们的相位有可能与故障相电流的相位相反（C1=C2C0)，也有可能与故障相电流的相位相反（C1=C2C0)，如果各序电流的分配系数都相等，此时非故障相电流才是零。（一）单相接地故障二、典型故障波形分析故障录波图波形（一）单相接地故障1243一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压符合此条件，可以确定系统发生了单相接地短路故障电流增大、电压降低为同一相别符合此条件，可以确定电压、电流相别没有接错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（一）单相接地故障故障录波图波形特点故障性质两相电流增大，两相电压降低，电流增大、电压降低为相同两个相别，没有零序电流、零序电压；故障相电压总是大小相等，数值上为非故障相电压的一半，两故障相电压相位相同，与非故障相电压方向相反；两个故障相电流基本反向；故障相间电压超前故障相间电流约80度左右；如果各序电流的分配系数都相等，此时非故障相电流才是零；经过渡电阻短路时的电流、电压与金属性短路时的电流、电压差别不是很大。（二）两相短路故障故障录波图波形（二）两相短路故障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度左右故障录波图波形特点1432两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压电流增大、电压降低为相同两个相别两个故障相电流基本反向故障相间电压超前故障相间电流约80度左右（二）两相短路故障故障性质两相电流增大，两相电压降低，出现零序电流、零序电压；电流增大、电压降低为相同两个相别；零序电流向量为位于故障两相电流间；没有过渡电阻影响时，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；由于三相不平衡或其它原因，通常在正常运行情况下就有零序电流或电压，为可靠地检出接地故障也可采用零序变化量的方法，考虑到在相间短路时由于电流互感器暂态过程的影响也可能短时出现零序电流，可用零序电压进行判别，当零序电压取自电压互感器开口三角侧时，可防止电压回路断线对判别的影响。（三）两相接地短路故障故障录波图波形（三）两相接地短路故障（三）两相接地短路故障故障录波图波形特点1234两相电流增大，两相电压降低出现零序电流、零序电压。电流增大、电压降低为相同两个相别零序电流向量为位于故障两相电流间。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度左右故障性质三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压；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。（四）三相短路故障故障录波图波形1•三相电流增大，三相电压降低2•没有零序电流、零序电压3•故障相电压超前故障相电流约80度左右4•故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右故障录波图波形特点（四）三相短路故障故障性质断线相电流为零；在断线处两侧均要有接地中性点才能有零序电流；全相运行线路中零序电流小于非全相运行线路中零序电流；全相运行线路中负序电流小于非全相运行线路中负序电流；断相处在保护正方向上时，零序电压滞后零序电流约100度左右，断相处在保护反方向上时，零序电压超前零序电流约80度左右；Z00Z11时，非故障相电流减小，Z00=Z11时，非故障相电流不变，Z00Z11时，非故障相电流增大。（五）单相断线故障故障性质断线相电流为零；在断线处两侧均要有接地中性点才能有各序电流；断相处在保护正方向上时，零序电压滞后零序电流约100度左右，断相处在保护反方向上时，零序电压超前零序电流约80度左右；Z00Z11时，非故障相电流减小，Z00=Z11时，非故障相电流不变，Z00Z11时，非故障相电流增大。（六）两相断线故障谢谢