故障录波数据的继电保护动作特性分析

莫彦宁

摘 要：故障录波数据的机电保护动作特性系统其中包含录波数据格式转换及文件管理、电网故障辅助分析、故障波形再现及分析以及继电保护动作行为分析这四个方面。文章主要综述了这四个方面的特点，然后分别叙述了这四个方面的内容和特性，希望能够为具体故障录波数据的继电保护动作特性分析研究提供有效的理论指导。

关键词：故障；录波；数据；机电保护；特性

中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0082-02

故障录波器在系统工作发生故障和震荡等情况时，能够自动对故障整个过程的电压电流等电气量方面的继电保护动作进行记录。故障录波器能够有效地为故障原因、以及检验方面提供相应的数据来源。

1 系统总体结构

故障录波数据的机电保护动作特性分析研究，要以故障的数据输入和分析为基础，再利用不同的装置的工作原理，利用计算机开相应的程序来模拟装置的动作过程，可以得到明确而又直观的分析结果。故障录波数据的机电保护动作软件可以对目前存在的继电保护动作的不足进行弥补，是继电保护动作特性分析的实用性较高的工作工具，这能够进一步提升对继电保护的质量、水平以及效率。

故障录波数据的机电保护动作特性系统其中包含录波数据格式转换及文件管理、电网故障辅助分析、故障波形再现及分析以及继电保护动作行为分析这四个方面。录波数据格式转换及文件管理中负责的主要是故障录波文件中数据信息的提取和分析并进行相应的格式转换；电网故障辅助分析主要是让其能够不受时间限制地完成电参量数据的分析以及矢量、序分量、谐波等分析。电网故障分析还能够实现自动辨识、故障距离的测量等，这些方面的测量都能够提供辅助工具；故障波形再现及分析的任务就是对故障波形进行的再次回放、缩放以及打印等处理，能够为使用的客户提供一个平面分析和完整观测的界面；继电保护动作行为分析它的装置中包含着保护变电站的装置配置，其中包含着实现线路、母线以及变压器等保护变电站的特性功能。继电保护分析系统的结构关系分化如图1所示。

2 基于故障录波的录波数据格式转换及文件管理分析

录波数据格式转换及文件管理是继电保护分析系统中的重要的一个组成部分，它是能够实现其它三大模块的基础，录波数据格式转换及文件管理中包含着录播文件管理和录波数据格式转换这两个功能部分。

2.1 录波数据文件及格式

2.1.1 头文件

头文件的使用是为了帮助这项工具的使用者来更好地了解文件的数据和有关的信息内容，这种数据的文件会采用ASCⅡ的文本文件，通过文字处理编辑而成，对故障录波的情况起到了说明的辅助作用。

2.1.2 配置文件

配置文件是为了更加具体地对故障录波的数据进行说明，它可以通过文字处理编辑生成，同时还可以让计算机程序生成的ASCⅡ的文本文件。在配置文件中，它会进行到的工作是对计算机程序中的数据进行一部分的分离，从而划分出重要的信息，这个功能可以让程序编排中的读取程序更加便捷，例如配置文件中能够进行格式的固定，这样就省去计算机编排工作中繁杂的程序。配置文件的字符会有许多行，可以在每个字段后面用逗号来分开，字段可以有空白但是逗号不能省，回车和换行作为每一行的结尾。

2.1.3 数据文件

数据文件是根据数据采取时间的先后来对每个装置的模拟通道进行数据的记录。数据的记录文件有两种格式，一种是通过文本编辑的格式来记录，另一种就是通过二进制的方式。在文本编辑格式中要使用逗号来把每个数据进行隔离。在二进制的方式可以用连续记录的方式，不需要用分隔符来分离。

2.1.4 信息文件

信息文件是由使用者自己创造的，它主要是对其他额外的信息进行记录，是一种可用可不用的文件。

2.2 录波文件的管理

能够对录波数据进行合理有效的管理是提高故障录波数据分析的有效举措，录波数据的格式转换包含了文件的储存、删除、读取以及添加等功能，有效地实现了文件管理模块的各个功能。

录波器应该有一个专门的录波器的文件夹，按照时间划分来录入文件的名称，这就能够避免与其他录波文件夹重叠或者混淆，并让同一批次同一时间放在一个录波器的文件夹。

3 基于故障录波的故障波形再现及分析

录波文件中的录波数据数以万计，工作人员对这些数据进行分析的时候，很可能因为数据库的数据太过庞大而在分析上遇到困境，从而导致分析的质量不高、分析速度过慢且容易出现误差的情况。在故障波形分析中可以根据录波文件的故障数据来制作成为波形图，通过波形图可以直接全面地对整个故障的电气量进行了解，充分观测三相电压和电流的波形以及开关的动作，这样可以大大降低故障分析的难度，并能够有效地提高故障分析的效率。

故障分析中的波形再现分析其中包含着对波形的隐藏、浏览、标注、缩放、取反和组合等测定和分析功能。故障波形录取再现的方式分析能够有效地对电气量和开关的动作情况进行再现，这可以有效地为故障波形的数据分析提供相应的理论依据。它的模块功能具体如下：

①可以对时间坐标进行无级别缩放，在通道里的所有幅值坐标也可以单独地进行无级别缩放。

②可以使用游标的功能来进行数据的游标、拖动、隐藏，同时可以用游标的功能对波形进行测量、寻找高峰点以及对波形的冲突点进行查找，这些都可以通过游标功能实现，游标功能还支持双游标的功能使用。

③故障分析的再现还能够对通道进行增加、删除、隐藏，以及数据信息颜色的变换等设置。

④可以通过四则运算来对虚拟通道增加，可以增加到分析界面中，这是对波形的一种操作方式。

⑤具有保存功能和打印的功能，通过录波数据的再现的过程，可以将这些数据进行文档的储存，也可以进行数据的打印，可以使用位图的格式进行保存。

4 基于故障录波的继电保护动作行为

继电保护动作行为是故障录波数据动作的重要组成部分，它的存在对电力系统的安全性和稳定性有着重要的影响。在进行故障分析的时候，要加强对故障波形的分析和参数的分析，从而能够满足故障分析的需求。

通过对故障录波的数据进行整理和分析，彻底了解和掌握工作运行的状态，能够为电力系统的电力系统中的故障分析以及动作行为的安全提供有效的数据研究基础，成为相应的科学依据。

具体可以通过浪涌识别算法，来对电力系统中的信号和波形进行识别，了解其中的信号信息并可以采用形态学滤波对有干扰的信号进行适当的过滤。分析数据时可以采用最小二乘算法以及均值补偿法，这样就可以避免录波器因为硬件等因素造成的误差影响，能够及时发现和调整。在算法上可以使用微分方程来改进，对抗组进行测量和计算，针对不同线路的工作状态来计算不同的电阻数据。

这种方式方法能够有效地实现距离保护特性分析，其计算结果能够为阻抗和阻抗继电动作提供有效的数据判断依据。

继电保护动作行为能够有效实现变电机、变压器的差动保护特性的分析，利用相应的模块来分析出发电机和变压器间的差动电流、差动保护动作以及制动电流的数据。

5 基于故障录波的电网故障辅助分析

电网的故障辅助分析主要包括对故障发生的时间间隔、故障的类型以及故障的测量距离进行矢量、序分量以及谐波的分析。

继电保护装置的运行主要是依靠故障后的数据进行相应的系统分析，进而来判断是否让装置继续动作。针对故障中存在的电气量变化，利用继电保护的算法启动从而可以准确地判断出故障发生的时间间隔、故障的类型以及故障的测量距离。具体对算法如图2所示。

6 结 语

继电保护装置在电力系统中具有重要作用，保护装置能否正确动作对继电保护系统工作也具有重要影响。对故障录波数据系统的充分利用从而深化对继电保护动作特性的分析，能够弥补目前故障录波分析软件在分析评判继电保护动作行为方面的不足，有利于进一步提高继电保护装置的正确动作率和运行水平。

参考文献：

[1]周兴军，骆健，丁网林.国内外故障录波器的现状分析和比较[J].大坝与安全，2003，（6）.

[2]赵自刚，赵春雷.国产故障录波器现状分析及新型录波器展望[J].电网技术，1999，（2）.

[3]束洪春，杨家兴，杨强.比利时BEN5000故障录波器在漫湾电厂的应用[J].电工技术，2000，（12）.

[4]文超.基于故障录波数据的继电保护分析系统[D].长沙：湖南大学，2012.

[5]秦倩.基于故障录波数据的继电保护动作特性分析系统[D].长沙：湖南大学，2013.

4 基于故障录波的继电保护动作行为

继电保护动作行为是故障录波数据动作的重要组成部分，它的存在对电力系统的安全性和稳定性有着重要的影响。在进行故障分析的时候，要加强对故障波形的分析和参数的分析，从而能够满足故障分析的需求。

通过对故障录波的数据进行整理和分析，彻底了解和掌握工作运行的状态，能够为电力系统的电力系统中的故障分析以及动作行为的安全提供有效的数据研究基础，成为相应的科学依据。

具体可以通过浪涌识别算法，来对电力系统中的信号和波形进行识别，了解其中的信号信息并可以采用形态学滤波对有干扰的信号进行适当的过滤。分析数据时可以采用最小二乘算法以及均值补偿法，这样就可以避免录波器因为硬件等因素造成的误差影响，能够及时发现和调整。在算法上可以使用微分方程来改进，对抗组进行测量和计算，针对不同线路的工作状态来计算不同的电阻数据。

这种方式方法能够有效地实现距离保护特性分析，其计算结果能够为阻抗和阻抗继电动作提供有效的数据判断依据。

继电保护动作行为能够有效实现变电机、变压器的差动保护特性的分析，利用相应的模块来分析出发电机和变压器间的差动电流、差动保护动作以及制动电流的数据。

5 基于故障录波的电网故障辅助分析

电网的故障辅助分析主要包括对故障发生的时间间隔、故障的类型以及故障的测量距离进行矢量、序分量以及谐波的分析。

继电保护装置的运行主要是依靠故障后的数据进行相应的系统分析，进而来判断是否让装置继续动作。针对故障中存在的电气量变化，利用继电保护的算法启动从而可以准确地判断出故障发生的时间间隔、故障的类型以及故障的测量距离。具体对算法如图2所示。

6 结 语

继电保护装置在电力系统中具有重要作用，保护装置能否正确动作对继电保护系统工作也具有重要影响。对故障录波数据系统的充分利用从而深化对继电保护动作特性的分析，能够弥补目前故障录波分析软件在分析评判继电保护动作行为方面的不足，有利于进一步提高继电保护装置的正确动作率和运行水平。

参考文献：

[1]周兴军，骆健，丁网林.国内外故障录波器的现状分析和比较[J].大坝与安全，2003，（6）.

[2]赵自刚，赵春雷.国产故障录波器现状分析及新型录波器展望[J].电网技术，1999，（2）.

[3]束洪春，杨家兴，杨强.比利时BEN5000故障录波器在漫湾电厂的应用[J].电工技术，2000，（12）.

[4]文超.基于故障录波数据的继电保护分析系统[D].长沙：湖南大学，2012.

[5]秦倩.基于故障录波数据的继电保护动作特性分析系统[D].长沙：湖南大学，2013.

4 基于故障录波的继电保护动作行为

继电保护动作行为是故障录波数据动作的重要组成部分，它的存在对电力系统的安全性和稳定性有着重要的影响。在进行故障分析的时候，要加强对故障波形的分析和参数的分析，从而能够满足故障分析的需求。

通过对故障录波的数据进行整理和分析，彻底了解和掌握工作运行的状态，能够为电力系统的电力系统中的故障分析以及动作行为的安全提供有效的数据研究基础，成为相应的科学依据。

具体可以通过浪涌识别算法，来对电力系统中的信号和波形进行识别，了解其中的信号信息并可以采用形态学滤波对有干扰的信号进行适当的过滤。分析数据时可以采用最小二乘算法以及均值补偿法，这样就可以避免录波器因为硬件等因素造成的误差影响，能够及时发现和调整。在算法上可以使用微分方程来改进，对抗组进行测量和计算，针对不同线路的工作状态来计算不同的电阻数据。

这种方式方法能够有效地实现距离保护特性分析，其计算结果能够为阻抗和阻抗继电动作提供有效的数据判断依据。

继电保护动作行为能够有效实现变电机、变压器的差动保护特性的分析，利用相应的模块来分析出发电机和变压器间的差动电流、差动保护动作以及制动电流的数据。

5 基于故障录波的电网故障辅助分析

电网的故障辅助分析主要包括对故障发生的时间间隔、故障的类型以及故障的测量距离进行矢量、序分量以及谐波的分析。

继电保护装置的运行主要是依靠故障后的数据进行相应的系统分析，进而来判断是否让装置继续动作。针对故障中存在的电气量变化，利用继电保护的算法启动从而可以准确地判断出故障发生的时间间隔、故障的类型以及故障的测量距离。具体对算法如图2所示。

6 结 语

继电保护装置在电力系统中具有重要作用，保护装置能否正确动作对继电保护系统工作也具有重要影响。对故障录波数据系统的充分利用从而深化对继电保护动作特性的分析，能够弥补目前故障录波分析软件在分析评判继电保护动作行为方面的不足，有利于进一步提高继电保护装置的正确动作率和运行水平。

参考文献：

[1]周兴军，骆健，丁网林.国内外故障录波器的现状分析和比较[J].大坝与安全，2003，（6）.

[2]赵自刚，赵春雷.国产故障录波器现状分析及新型录波器展望[J].电网技术，1999，（2）.

[3]束洪春，杨家兴，杨强.比利时BEN5000故障录波器在漫湾电厂的应用[J].电工技术，2000，（12）.

[4]文超.基于故障录波数据的继电保护分析系统[D].长沙：湖南大学，2012.

[5]秦倩.基于故障录波数据的继电保护动作特性分析系统[D].长沙：湖南大学，2013.