第七章故障录波装置解析

第七章故障录波装置要求：熟悉故障录波装置的作用，了解微机型故障录波装置特点以及应用，了解录取量的选择和故障录波装置的配置。故障录波装置是电力系统十分重要的安全自动装置之一。由于故障录波装置对提高电力系统的安全运行水平极为重要，《继电保护和安全自动装置技术规程》规定：为了分析电力系统故障及继电保护和安全自动装置在事故过程中的动作情况，在主要发电厂、220kV及以上变电站和110kV重要变电站，应装设故障录波装置。故障录波装置是一种常年投入运行，监视电力系统运行状态的自动记录装置。一、故障录波装置的作用故障录波装置是提高电力系统安全运行的重要装置。电力系统正常运行时，故障录波装置只进行数据采集，一般不启动录波，只有当系统发生故障或振荡时才进行录波。其作用有以下几个方面：（1）为正确分析事故原因，及时处理事故提供依据。通过录取的故障过程波形图，可以反映故障类型、相别、故障电流、电压等数据，断路器的跳合闸时间和重合闸是否成功等情况，据此可以分析事故原因，研究有效的防范措施，减少故障发生。（2）为查找故障点提供依据。由故障录波图可判断故障性质，并根据电流、电压等录波量的大小计算故障点位置，微机型故障录波装置可直接测算故障点位置，使巡线范围大大缩小，省时、省力，对迅速恢复供电具有重要作用。（3）帮助正确评价继电保护、自动装置、高压断路器的工作情况，及时发现这些设备的缺陷，以便消除事故隐患。（4）为检修工作提供依据。从故障录波分析发现，有时单相接地故障发生在不同相别，切除故障电流并未集中在断路器的同一相，因此断路器检修工作，应根据录波实际情况而定。（5）通过对已查证落实故障点的录波，可核对系统参数的准确性，改进计算工作或修正系统使用参数。（6）统计分析系统振荡时有关参数。故障录波装置对系统振荡全过程的录波，可以分析振荡性质(同期或非同期)、振荡周期、振荡中心、振荡电流等，以提供振荡计算中有关的实际参数。二、故障录波装置的发展根据录波原理的不同，故障录波装置经历了机械—油墨式、机械—光线式阶段，发展到现在普遍使用的微机型故障录波装置。机械—油墨式现已经被淘汰，机械—光线式由于存在启动速度慢、精度低、录波时间短等缺点，实际中也很少使用了。目前广泛使用的是微机型故障录波装置。三、微机型故障录波装置的特点（1）微机型故障录波装置采用分布式计算机结构，将实时与非实时任务合理分配给前台机、后台机，具有完善的软、硬件自检功能，采用ISA总线结构，具有高可靠性、高抗干扰性、高数据传输率，能保证装置长期稳定可靠运行。（2）软件启动录波。采用键盘设定录波启动方式及启动限值，具有人机对话功能，便于在工作现场整定限值，也简化了硬件配置。（3）录波时间长，录波完整、不间断。（4）具有完善的软、磁盘系统及智能化打印绘图功能。（5）故障录波数据后期处理。对故障录波后的数据，可在PC机上用专用的软件进行离线处理。（6）掉电保护功能。掉电时，实时时钟及录波数据等信息不丢失。（7）人机对话功能。定值、时钟和各种操作指令均可通过面板上的按键和显示器进行直接观察和操作。四、录取量的选择录取量的选择包括模拟量和开关量的选择，选择哪些录取量应根据监测电气设备的要求。一般发电厂和变电所监测的电气设备有发电机、变压器、输电线路等，所以录取的模拟量可以是与这些设备有关的三相电压、电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率及有关谐波分量等；录取的开关量可以是重要断路器、隔离开关及保护装置的状态等。五、故障录波装置的配置需考虑：便于分析事故、便于寻找故障点、便于监视系统中的主要设备。一般330kV及以上线路每回装一套220kV线路2~3回装一套110kV重要变电所出线3~4回装一套。其他安全自动装置简介一、自动解列装置从经济和安全出发，在正常情况下电力系统实行并联运行是有利的，所以各地区之间，甚至国家之间的电力系统根据互利原则一般都实行联网运行。然而当处理系统振荡性事故时，有时被迫采用解列方法，待事故经适当处理之后再作并列操作使电力系统恢复并联运行。有时在事故情况下，为了不使事故扩大，“解列”也是一种很有效的措施。(一)厂用电系统解列的应用当系统出现严重功率缺额时，将引起系统频率大幅度下降。系统频率过低会引起厂用电动机出力下降，厂用电动机输出功率减小是形成“频率崩溃”事故的主要原因。因此，如能使厂用电系统供电频率维持在额定值附近运行，则可事故进一步恶化。正常运行时厂用电由I、Ⅱ组母线供电，并经主变压器T1与系统相连。当系统频率正大幅度下降时，断开断路器QFl就可使厂用电系统与电力系统解列。这时厂用电系统由本厂1#、2#机单独供电，不受系统低频率的影响，提高了电厂运行的可靠性，对整个系统的安全运行是有利的。(二)系统解列的应用在联合电力系统运行中，各区域电力系统之间经联络线相连，系统容量越大，承受功率缺额的能力越强，所以联网运行的优点是很明显的。但在某些情况下，当存在约束条件时，联合系统的优势就受到了限制。如图所示的电力系统，A系统向B系统输送的功率为PAB。输电线路的极限输送功率为PABM。设系统B由于事故发生了严重的功率缺额，引起整个系统频率下降，这时A系统虽有足够的旋转备用容量，但由于受到PABM的约束而不能发挥其支援作用，这时如果频率下降严重，将威胁系统A的安全运行。此时，为了控制事故范围，不致使它波及邻近区域，被迫将两系统解列运行是有利的。二、水轮机组低频自启动装置水轮发电机组的启动过程较汽轮机组的简单得多，启动过程只需几分钟，甚至几十秒钟。系统发生低频事故时，希望备用机组能迅速启动投入电力系统运行，以提高系统运行的可靠性。水轮发电机是提高电力系统安全可靠运行的主要措施之一，在机组上装设了按频率自动启动及快速并列的自动装置，以适应电力系统安全运行的控制需要。