故障录波数据的继电保护动作特性分析

刘 坚（国网湖南省电力公司湘潭供电分公司，湖南湘潭411100）

故障录波数据的继电保护动作特性分析

刘 坚（国网湖南省电力公司湘潭供电分公司，湖南湘潭411100）

继电保护的保护原理能够直接决定其实际动作以及保护装置中的技术，对于继电保护动作特性，需要结合具体的故障情况进行分析。本文首先介绍了继电保护动作特性系统总体结构，然后对故障录波数据的继电保护动作特性分析要点进行了分析，并结合实例对故障录波数据的继电保护动作特性进行了详细探究。

电力系统；继电保护动作特性；故障录波数据

1 引言

以往继电保护特性分析一般采用微机故障录波装置，通过微机故障录波装置，能够对故障电气量变化情况进行实时记录，从而为继电保护动作特性分析提供重要依据。但是，现如今，该装置在检测方法、故障分析精度等多个方面都已经很难适应实际保护分析需要。因此，对故障录波数据的继电保护动作特性进行详细分析具有十分重要的现实意义。

2 继电保护动作特性系统总体结构

故障录波数据的继电保护特性系统是由很多内容所组成的，包括录波数据格式转换、录波数据、故障辅助分析、故障波形分析、继电保护动作分析等等。其中，录波数据格式转换的主要作用是对数据信息格式进行转换；故障辅助分析的主要作用是保证在对电参量数据进行分析时，能够避免受到时间因素限制；通过电网故障分析功能，还可以实现对于故障问题的自动辨识，对故障距离进行测试等等；故障波形分析功能的主要作用是对故障波形进行缩放或者打印处理，从而为用户提供完整的、全面的处理界面；最后，继电保护动作分析装置中，主要包括保护变电站的装置配置，比如母线、变压器、其他线路等等。

3 故障录波数据的继电保护动作特性分析

3.1 基于故障录波的故障波形再现及分析

①采用无级别缩放方式对故障波形图的时间坐标进行处理，这样能够将更多的故障录波数据显示在故障波形图中，从而提高故障波形图的准确性。②在对故障波形图进行处理时，可以使用游标功能，通过游标功能，能够及时找出故障波形图的高峰点和冲突点，从而提升对于故障波形图的分析水平。③对于再现故障波形图，可以对故障录波数据进行适当增加或者删减，使得故障波数据能够更加紧密的相结合，提高数据分析水平。④对于虚拟通道所增加的数据，可以采用四则运算方法进行计算，从而为波形操作创造条件。⑤在对故障进行分析处理时，可以充分发挥系统的数据保存和打印能力，对重要数据存档。

3.2 给予故障录波的继电保护动作行为分析

在故障录波数据动作中，继电保护动作行为是至关重要的组成部分，继电保护动作行为能够有效提升电力系统的运行能力。因此，在对故障录波的继电保护动作行为进行详细分析过程中，必须加强对于波形参数的分析。具体而言，首先需要选定电力系统在正常运行状态下的波形作为标准，然后采用浪涌识别算法进行计算，并识别出故障波形以及信号；对于故障波形中的干扰信号，可以采用形态学滤波法进行过滤，然后再对信息数据进行分析和计算，最终能够得到电阻数值。由于通过继电保护动作行为，能够有效优化电力系统中变电设备以及变压器的差动保护特性，因此，对于继电保护动作行为，可以采用电阻数值进行详细的分析。

3.3 基于故障录波的电网故障辅助分析

当发生故障问题或，会产生故障数据，继电保护装置可以对这类故障数据进行系统分析，然后再确定继电保护装置是否需要继续动作。为了能够更加准确的分析电网故障辅助实际情况，可以应用继电保护算法对故障问题时间间隔进行计算，然后分析电网故障辅助，最后确定故障问题类型。

4 故障录波数据的继电保护动作特性实例分析

某电厂110kV变电站采用单回线路接入的方式，接入220kV变电站，从而有效实现了与主电网的并列运行。电力系统电力线路所经地区地势条件比较复杂，因此，线路故障发生几率比较大，一旦发生故障问题，容易造成严重的负荷损失问题。对此，可以将另一线路T接入110kV变电站，通过实现双回并列运行的方式，能够有效降低电力线路故障发生几率。但是，该并联线路在运行1年左右，单回线路就出现故障问题，两条回路相继出现跳闸问题，因此，需要对故障录波进行深入分析，并提出有效的处理对策。

4.1 线路故障分析

4.1.1 故障前系统接线

故障前系统接线如图1所示。

图1 故障前系统接线

4.1.2 跳闸经过

晚上22时左右，并网Ⅱ线靠110kV变电站侧的2～3号杆架空地线受到雪压影响，B相导线对架空地线放电，并网Ⅱ线B2零序Ⅰ段动作跳闸，与此同时，并网Ⅰ线A2零序Ⅱ段相继动作跳闸，并网Ⅱ线B1零序Ⅱ段动作跳闸。

4.2 录波记录与保护动作行为分析并网I线

在220kV变电站装有故障录波装置，得到故障时B1和510回路的电流记录，如图2。

图2 电流录波记录

4.2.1 故障性质分析

B1和510回路故障时同时出现B相电流增大，零序电流增大，反映故障性质为B相接地短路故障。

4.2.2 故障时序分析

B1和 510回路故障电流持续时间均为 3个阶段：0～80ms，B1回路电流小于510回路，80～1145ms，B1回路电流略大于510回路，1145～1548ms，B1回路电流与510回路电流最为接近。

4.2.3 故障电流量化分析

移动光标读取B1和510回路I0各时段有效值，如表1。

表1 故障电流各阶段分析

从B1回路I0持续时间和有效值可以看出，达到了B1零序Ⅱ段整定值：

14.475 A＞5A；1.548s＞1.5s；

在时段2，B1回路零序电流为510与A2共同提供：

即：A2=B1-510

A2=20.7-17.07×（20.1/19.2）→（第3时段510与B1零序回路电流相等）；

A2=20.7-17.87→（将510回路零序电流折算至B1回路，减少计算误差）。

A2=2.83

持续时间：1145-80=1065s；

从以上计算结果可以看出，达到了A2零序Ⅱ段整定值：2.83A＞2.1A；（大于10%，能够可靠启动）；

1.065 s＞1.0s；

综上所述，各侧保护均按保护整定值正确动作，A2误动原因是零序保护Ⅱ段电流整定值过小。

5 结语

综上所述，在整个电力系统实际运行过程中，继电保护装置发挥着十分重要的作用，继电保护装置能否正常发挥作用能够直接决定系统的正常运行。这就要求对故障录波数据系统有充分认识，并且对继电保护动作特性进行详细分析，这样才能够有效提升继电保护动作行为分析水平，保障继电保护装置能够正常运行。

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TM771

A

2095-2066（2016）35-0098-02

2016-11-23

刘 坚（1987-），男，工程师，研究生，主要从事变电运维工作。