发电机变压器组故障录波分析系统研究

□万长鸿

为了分析电力系统故障，快速判定线路故障点的位置，及时掌握事故中继电保护和安全自动装置的动作情况，以及电网中电流、电压、功率等电气量的变化情况，在主要发电厂、220KV 及以上变电所和110KV 重要变电所中应装设故障录波装置或其它类型的故障自动记录装置。故障录波装置是监控、分析和处理发电机变压器组故障的重要设备，本文围绕故障录波装置介绍一些相关知识。

一、故障录波装置的主要作用

（一）能清晰准确地反映系统情况，有助于工作人员掌握事故原因，研究解决问题的对策，及时排除故障。所录取的故障过程波形图，可以正确反映故障类型、相别、故障电流和电压的数值以及断路器跳合闸时间和重合闸是否成功等情况，从而可以分析并确定出事故的原因，研究有效的对策，为及时处理事故提供可靠依据。

（二）根据所录取的波形图，可以正确评价继电保护和自动装置的正确性。

（三）根据录波图中显示出的零序电流值，可以较为准确地给出故障地点范围，便于查找故障点。

（四）从录波图可以清楚地反映系统震荡的发生、失步、同步震荡、异步振荡和再同步全过程，以及震荡周期、电流和电压等参数，从而为防止系统发生震荡提供对策，为改进继电保护和自动装置提供依据。

（五）分析录波图可以发现继电保护和自动装置缺陷，发现一次设备缺陷，可及时消除隐患。

（六）借助录波装置可实测系统参数及监视系统的运行状态。

二、故障录波装置的配置

故障录波装置的配置应考虑如下几个要素：

应便于分析事故；便于寻找故障点；便于了解系统运行情况；便于见识系统中的主要设备。

按照上述要求，一般330KV 以上的线路每回装一套，220KV 线路2～3 回装一套，重要的110KV 变电所3～4 回装一套。

三、发电机变压器组故障录波器的使用

(一）不仅要能够监测记录交流电压、电流信号，而且还应能测录励磁系统中的直流电压、电流以及其它非工频电量。

(二)由于发电机变压器组结构复杂，工况特殊，其故障录波装置必须要经过深思熟虑，综合考虑各方面因素。

(三) 科学技术在不断发展，传统的录波装置已经不能达到现代电力系统故障的检测标准，必须根据实际情况不断进行改进。

(四) 与发电机变压器组配套的安全保护等辅助设备非常多，为了能够精准地分析故障发生的原因，必须使其具备全面分析的功能。

四、故障录波器功能的可靠性和多样性分析

发电机变压器组故障录波器有多种功能，其记录的录波数据的可靠性很关键。因为这些数据是工程师对机组故障进行分析的必须条件，数据的可靠性将直接影响工程师对机组故障的判断。为适应机组事故分析和保护与安全自动装置动作行为分析的需要，必须配套有专门功能的强大的数据分析软件，以减轻人的工作负担。由于发电机变压器组结构复杂，其故障原因相对也比较复杂,因此，开发专门的数据分析软件时，除要具有常规的波形显示功能外，还必须综合考虑各方面因素，如:相量分析、序量分析、机组实验结果分析等，使设备记录的数据信息可以得到更充分的利用。由于机组的运行工况和故障类型与性质比电网复杂，同时，配套了更多的原理各异的安全保护装置,因此，必须严格保证其数据的完整性。在传统的录波数据记录方式中，一般只对故障暂态过程短时采用采样值记录方式,其它时段辅之以有效值记录。这种记录方式存在的主要问题是，采样值记录时间短，信息不充分；有效值记录方式只能反映电气量的大小，信息很不完整。

目前，最典型的故障录波器是WDS—2 型数字式故障录波器，它是南京自动化研究所生产的以微处理机为核心的故障录波装置。其主要特点是：WDS—2 型数字式故障录波器全部采用标准的继电保护柜结构，每台可接32 路模拟量和72 位开关量。除具有传统的故障录波功能外，WDS 故障录波器B 型还提供一台计算机（即数据分析单元DAU），用以进行数据采集、存储、分析、测距、波形描绘、数据打印等。这种故障录波器可用于大型发电机变压器组。WDS—2 型数字式故障录波器还可以与WBF—2 型数据收集分析装置联合使用，一台WBF—2 型数据收集分析装置可以和数台WDS—2 型数字式故障录波器通信，构成一个多功能、廉价的电网数据收集分析系统。

五、结论

由于高压线路和发电机变压器组在发生故障的原因、特点上有很大的不同，因此线路故障录波装置已经不能满足发电机变压器组的工况监测和故障分析的要求，发电机变压器组故障录波装置是根据机组的特点而设计开发的，能够更好地满足使用要求，在电力系统中的应用越来越广泛。