前言：中文期刊網(wǎng)精心挑選了故障錄波器范文供你參考和學(xué)習(xí)，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。

故障錄波器范文1

【關(guān)鍵詞】算法，探討，器，錄波，故障，電力系統(tǒng)，

在故障錄波器中要計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)的正負(fù)序電壓，電流，以便根據(jù)正序電壓，電流的突變量來(lái)啟動(dòng)錄波。通過(guò)傅氏算法可分別計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)三相電壓，電流相量值，根據(jù)以下算法可計(jì)算出序量值。

I1I2I3=131 a a21 a2 a1 1 1×IaIbIc(2.2-1)

式中，算子a=ejt2π，a2=ejt4π，I1，I2，I3分別為a相電流正，負(fù)，零序分量。通過(guò)計(jì)算可得

it=13ia(k)-12ib(k)+ic(k)-32sin2πNib(k-1)-ic(k-1)(2.2-1)

上式就是離散采樣形式的正序電流值，式中的各常數(shù)系數(shù)項(xiàng)可先求出。同樣可得負(fù)序電流瞬時(shí)值和零序電流瞬時(shí)值。采用這種算法可以得到任意時(shí)刻序分量的瞬時(shí)值。

2.3頻率計(jì)算

2.3.1頻率測(cè)量的算法

頻率測(cè)量的算法很多，典型的有周期法、基于樣本值解析法、離散卡爾曼濾波算法、快速傅立葉變換(FFT)類算法等。

2.3.2基于FFT的測(cè)頻算法

設(shè)系統(tǒng)電壓信號(hào)為:

u(t)=Ucos(2πft+α0)(2.3-1)

其中f為系統(tǒng)實(shí)際頻率。若系統(tǒng)額定頻率設(shè)為f0，那么有:

u(t)=Ucos[2πf0t+θ(t)](2.3-2)

其中θ(t)=2πft+α0(2.3-3)

對(duì)信號(hào)采集前首先經(jīng)過(guò)模擬低通濾波器進(jìn)行抗混疊濾波。每個(gè)周波采集點(diǎn)數(shù)n=128，采樣頻率就等于6400HZ。第k個(gè)采樣點(diǎn)的值為:

u(t)=Ucos[2πkn+θ(t)](2.3-4)

其FFT得到實(shí)部和虛部分別記作UR和UI通過(guò)測(cè)量相量幅角的變化來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量頻率。

θ(t)=arctgUIUR(2.3-5)

對(duì)(3)式兩邊求導(dǎo)，得到:

dθ(t)dt=2πf(2.3-6)

所以頻率的計(jì)算公式為:

f=f0+f=f0+12πdθ(t)dt

=f0+12πθm+n(t)-θm(t)T0(2.3-7)

高次諧波的存在并沒(méi)有影響到測(cè)量的精確性，F(xiàn)FT類算法對(duì)諧波分量具有較強(qiáng)的抑制作用。

這種算法的誤差來(lái)源主要是角度的計(jì)算，因?yàn)橹挥性陬~定頻率時(shí)，傅氏計(jì)算的實(shí)部和虛部的頻率響應(yīng)才完全一致，故其實(shí)部和虛部主應(yīng)該引入一個(gè)系數(shù)

UR=KRUcosθ

UI=KIUsinθ

只有當(dāng)KR=KI時(shí)才可以用上面的方法算出準(zhǔn)確的角度，繼而準(zhǔn)確地算出頻率。而實(shí)際的系統(tǒng)頻率和額定頻率是一不致的，這樣最終計(jì)算出來(lái)的頻率會(huì)帶來(lái)誤差。我們可采用逐步迭代的方法來(lái)逼近系統(tǒng)的實(shí)際頻率。

采用這種方式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，用式N=1fT來(lái)確定所需采樣點(diǎn)數(shù)N，其中T為固定的采樣間隔。對(duì)其中的任何一頻率，總能找出一個(gè)最適合的計(jì)算傅氏濾波系數(shù)所需的整數(shù)，用于下一次的迭代計(jì)算。

2.4諧波分析算法

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，電壓、電流信號(hào)中除基頻分量外，通常還包含有衰減直流分量以及各種諧波分量。對(duì)電網(wǎng)中的諧波含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，確切掌握電網(wǎng)中諧波的實(shí)際狀況，對(duì)于防止諧波危害，維護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行是十分必要的。電力系統(tǒng)的諧波分析，通常都是通過(guò)快速傅立葉變換(FFT)實(shí)現(xiàn)的。

2.4.1基于FFT的傅里葉算法的實(shí)現(xiàn)

在傅里葉算法中，計(jì)算很不方便，特別是當(dāng)需要計(jì)算的諧波次數(shù)很高時(shí)，就會(huì)造成很大的計(jì)算量.為了克服這些缺點(diǎn)，可以利用傅里葉級(jí)數(shù)和離散傅里葉變換的關(guān)系通過(guò)FFT來(lái)計(jì)算ak，bk。FFT是利用DFT系數(shù)e-j2πnk/N的對(duì)稱性，周期性和可約性等性質(zhì)將長(zhǎng)序列的DFT分解為若干個(gè)短序列的DFT的計(jì)算，然后再按一定規(guī)則將其合并，從而得到整個(gè)的DFT

ck=2N|X(k)|=a2k+b2k

其中:Φk=arg(X(k))=-akbk(2.4-1)

將ck代入到公式

x(t)=c0+∑∞n=1ckcos(k1t+Φk)(2.4-2)

其中c0=a0=1T1∫t0+T1t0x(t)dt表示直流分量，ck為k次諧波的幅值，ck/2為k次諧波的有效值。

當(dāng)輸入電壓(電流)信號(hào)時(shí)，算出ck和Φk分別對(duì)應(yīng)著電壓(電流)的k次諧波的幅值Uk(Ik)，和k次諧波的相位Φuk(Φik)，由此可計(jì)算出電壓(電流)的k次諧波的有效值。

在此基礎(chǔ)上還可以計(jì)算出k次諧波的有功功率Pk，無(wú)功功率Qk，視在功率Sk。

Pk=UkIkcos(Φuk-Φik)

Qk=UkIksin(Φuk-Φik)

Sk=UkIk=P2k+Q2k(2.4-3)

2.4.2改進(jìn)算法綜述

通過(guò)對(duì)半波傅氏算法的頻譜分析和不同衰減直流分量參數(shù)計(jì)算，得出結(jié)論:衰減直流分量對(duì)半波傅氏算法濾波性能的影響主要表現(xiàn)在算法的虛部，而算法的實(shí)部能有效地抑制衰減直流分量影響。因此只使用半波傅氏算法計(jì)算基波實(shí)部，而用Mann2Morrison算法計(jì)算基波幅值。為了全部使用故障后的采樣值，取k≥NP2，k表示從故障起始時(shí)刻開(kāi)始第k個(gè)采樣點(diǎn)，數(shù)據(jù)窗為[k-NP2+1，k-NP2+2，…，k]，若計(jì)算基波分量，則令n=1，用半波傅氏算法求出實(shí)部IRe(k)。

an=4N∑NP2k=1ik cosnk2πN

bn=4N∑NP2k=1ik sin nπ2πN(2.4-4)

而其虛部利用公式

IIm(k)=IRe(k+1)-IRe(k-1)2sin(θ)(2.4-5)

基波分量幅值I1(k)=I2Re(k)+I2Im(k)。

經(jīng)類似推導(dǎo)可得，若所求分量為n次諧波，則在求IIm(k)中取分母為2sin(nθ)。

該算法的數(shù)據(jù)窗為半周波加一個(gè)采樣點(diǎn)，濾波效果大于優(yōu)于半波傅氏算法。值得注意的是，首先，該算法無(wú)法求出k=NP2點(diǎn)準(zhǔn)確值，其次，欲求k點(diǎn)基波幅值，必須先計(jì)算k+1點(diǎn)的基波實(shí)部分量，所以有一個(gè)采樣間隔的延時(shí)。

2.5故障類型與相別判別

2.5.1接地與否判別。

通常采用穩(wěn)態(tài)量與故障突變量相結(jié)合的方式判別接地故障。即

(I01)∩(I02)∩(U03)判據(jù)來(lái)進(jìn)行判定。

式中1、2、3為設(shè)置的定值;I0為零序電流，I0為零序電流的突變量;U0為零序電壓。加入零序電壓作為判斷條件可防止發(fā)生相間短時(shí)路時(shí)由于電流互感器暫態(tài)過(guò)程的不平衡造成短時(shí)出現(xiàn)I0而引起誤判斷。

2.5.2單相接地判別

在我國(guó)通常采用相電流差突變量選相方法，實(shí)用化的單相接地故障選相判據(jù)如下:

|IB-IC|，判為A相單相接地;

|IC-IA|，判為B相單相接地;

|IA-IB|，判為C相單相接地;

式中IA、IB、IC為三相電流突變量;為設(shè)定的定值。

2.5.3兩相接地短路相別判別

當(dāng)已判明為接地短路，但三個(gè)單相接地判據(jù)都不符合時(shí)，即可判斷為兩相接地短路。在軟件開(kāi)發(fā)中通過(guò)對(duì)零序電壓和相電壓進(jìn)行相伴比較來(lái)實(shí)現(xiàn)故障選相。

2.5.4三相短路判別

當(dāng)不是接地短路時(shí)，可先判斷是否三相短路，可先短路計(jì)算IA、IB、IC，當(dāng)三者都大于整定值時(shí)，即可判斷為三相短路.

2.5.5兩相短路相別判別

當(dāng)判明不是接地短路且判別不是三相短路時(shí)即可判別為兩相短路;兩相不接地短路的突出特點(diǎn)是健全相電流故障分量遠(yuǎn)小于故障相電流的故障分量，根據(jù)這一特征可確定故障相別。可根據(jù)下面判據(jù)判別是否AC相短路，即

(|Ia|>|Ib|)∩(|Ic|>|Ib|)

如符合上式，即判為AC兩相短路.其余類推.

2.5.6故障選相判斷的主要流程如圖

1)是接地短路還是相間短路;

2)如是接地短路，先判斷是否單相接地;

3)如不是單相接地，則判斷哪兩相接地;

4)如不是接地短路，則先判斷是否三相短路;

5)如不是三相短路，則判斷是哪兩相短路;

2.6阻抗與距離測(cè)量

輸電線路故障后需要快速地找到故障點(diǎn)并進(jìn)行修復(fù)，以減少停電造成的經(jīng)濟(jì)損失和提高系統(tǒng)運(yùn)行。隨著故障錄波器裝置的開(kāi)發(fā)及大量投運(yùn)，使雙端測(cè)距越來(lái)越具有實(shí)用意義，因此目前雙端測(cè)距算法備受人們關(guān)注，下面對(duì)使用的算法作簡(jiǎn)單的介紹。

2.6.1輸電線路故障測(cè)距基本原理

圖1為一個(gè)兩端電源系統(tǒng)，若線路在F點(diǎn)發(fā)生故障后，可根據(jù)對(duì)稱分量法和線性疊加原理，將故障態(tài)電力網(wǎng)絡(luò)分解為故障前正常狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)和故障后附加正序網(wǎng)、負(fù)序網(wǎng)和零序網(wǎng)。對(duì)三相對(duì)稱故障，不存在負(fù)序和零序網(wǎng);對(duì)于不對(duì)稱非接地型故障，不存在零序網(wǎng)。故障后系統(tǒng)的正常態(tài)網(wǎng)絡(luò)、故障后附加正序網(wǎng)、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)分別如圖1～4所示。

圖1 兩端電源等效網(wǎng)絡(luò)

圖2 故障附加正序網(wǎng)

以M端為例，設(shè)UMA、UMB、UMC、IMA、IMB、IMC是線路M端測(cè)得的故障后三相電壓和三相電流向量，U’MA、U’MB、U’MC、I’MA、I’MB、I’MC是故障前的三相電壓電流向量。由此可求出M端的電壓電流突變量;

圖3 負(fù)序網(wǎng)

圖4 零序網(wǎng)

dUMA，B，C=UMA，B，C-U’MA，B，C(2.6-1)

dIMA，B，C=IMA，B，C-I’MA，B，C(2.6-2)

首先將上面求出的突變量dUMA，B，C、dIMA，B，C變換成對(duì)稱分量UM1，2，0和IM1，2，0，由此可求出M側(cè)系統(tǒng)阻抗:

UM1IM1=ZMS1UM2IM2=ZMS2UM2IM2=ZMS0(2.6-3)

同理，可求出N側(cè)系統(tǒng)阻抗ZNS0，ZNS1，ZNS2。設(shè)過(guò)渡電阻上的電流為IF，則有如下的測(cè)距方法:

(1)不考慮分布電容。由各序網(wǎng)圖可以列出:

IFi=IMiZMSi+LZi+ZNSiZNSi+(L-D)Zi(2.6-4)

I’Fi=INiZMSi+LZi+ZNSiZNSi+DZi(2.6-5)

其中i={1，2，0｝，代表各序分量。Z為線路總阻抗，D為故障點(diǎn)與M端的距離。I’Fi和IFi分別為由N端和M端的電氣量計(jì)算得到的故障點(diǎn)過(guò)渡電阻上的電流。如果兩側(cè)的數(shù)據(jù)完全同步，則在F點(diǎn)存在:

I’Fi=IFi

假設(shè)兩端數(shù)據(jù)由于非同步采樣而帶來(lái)的相位差為δ，則I’Fi和IFi模值相等，即

|INiZMSi+LZi+ZNSiZNSi+DZi|=|IMiZMSi+LZi+ZNSiZNSi+(L-D)Zi|(2.6-6)

由(2.6-4)、(2.6-5)注意到:IFi的模值隨D的增加遞減，I’Fi的模值隨D的增加而單調(diào)遞增，所以若式(2.6-15)模值相等，方程只會(huì)有一個(gè)解，不會(huì)出現(xiàn)偽根。為避免因?yàn)檎`差而陷入局部極小點(diǎn)，可對(duì)D從0～L范圍內(nèi)進(jìn)行全局一維搜索，使得式(2.6-6)左右兩邊的模值相差為最小的點(diǎn)即為故障點(diǎn)。這樣就避免了復(fù)雜的方程求解。

對(duì)于不對(duì)稱故障，可采用負(fù)序分量進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于對(duì)稱故障可采用故障后附加正序分量進(jìn)行計(jì)算

(2)計(jì)入分布電容。如果計(jì)入分布電容，則本方法適用于長(zhǎng)線路。則式(2.6-4)、(2.6-5)變?yōu)?

IFi=(IMi-DYiUMi×ZNSi||1(L-D)Yi+LZi+(ZMSi||1DYi)(0ZNSi||1i(L-D)Yi)+(L-D)Zi(2.6-7)

I’Fi=(INi-DYiUNi×ZNSi||1(L-D)Yi+LZi+(ZMSi||1DYi)(ZMSi||1DYi)+DZi(2.6-8)

方程看似復(fù)雜，但由兩端電壓電流量所求得的故障點(diǎn)電流模值仍是隨著D的變化而呈單調(diào)變化的，所以仍可采用一維搜索的方法對(duì)方程進(jìn)行求解。

3、結(jié)語(yǔ)

線路故障錄波器對(duì)保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的作用十分重要，十分顯著。在軟件部分中，研究其算法是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，能可靠有效快速的算出各參數(shù)量是軟件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，研究算法的實(shí)質(zhì)是如何在速度與精度之間進(jìn)行權(quán)衡，找到一種同時(shí)滿足精度和速度要求的算法。或者在兩者之間有所取舍，針對(duì)所計(jì)算的量考慮其精度和速度的重要性，選擇相應(yīng)的算法使得其滿足在電力系統(tǒng)中故障錄波的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]張紅旗，劉宇.對(duì)微機(jī)發(fā)變組故障錄波裝置的分析.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).第26卷第1期.2005年3月.

故障錄波器范文2

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；時(shí)間同步；GPS；ARM Cortex-M3內(nèi)核；STM32；PCI-104

中圖分類號(hào)：TM726

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374（2012）24-0108-03

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外連續(xù)發(fā)生的多起大面積的停電事故，暴露出電力系統(tǒng)運(yùn)行不可忽視的安全問(wèn)題。隨著電廠、變電站日益提高的自動(dòng)化水平，電網(wǎng)運(yùn)行水平不斷提高，測(cè)量及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)等自動(dòng)化裝置得到了廣泛的應(yīng)用，而這些設(shè)備的運(yùn)行都需要有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。如果有了統(tǒng)一精確的時(shí)間，就能夠?qū)崿F(xiàn)全廠（站）的各個(gè)系統(tǒng)在GPS（北斗）提供的時(shí)間基準(zhǔn)下運(yùn)行監(jiān)控，也能夠通過(guò)事故后的各個(gè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的先后、調(diào)整順序的先后的準(zhǔn)確時(shí)間來(lái)分析事故的原因及過(guò)程。一直以來(lái)，GPS授時(shí)都是美國(guó)霸占。1983年，我國(guó)科學(xué)家陳芳允和美國(guó)的一位科學(xué)家同時(shí)提出了利用地球同步衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航定位的設(shè)想。經(jīng)過(guò)多年的預(yù)研后，終于在1994年全面啟動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的研制。目前國(guó)內(nèi)的關(guān)于GPS同步授時(shí)也取得了非常迅猛的發(fā)展，主要有濟(jì)南唯尚電子的W9000電廠/變電站時(shí)間同步系統(tǒng)、上海銳呈電氣的K801同步授時(shí)裝置、思利敏公司的SNTS網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步裝置等。通過(guò)分析現(xiàn)有的眾多同步授時(shí)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合目前比較流行的微處理器，最終選取了性能高、成本低、功耗低的專門為嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32系列處理器來(lái)完成數(shù)據(jù)的處理，在數(shù)據(jù)傳輸方面，系統(tǒng)采用了PCI-104總線技術(shù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，該總線技術(shù)能夠很好地滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。

1　硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的板卡主要為故障錄波和數(shù)據(jù)采集等裝置提供200uS的高精度同步絕對(duì)時(shí)標(biāo)。這就要求系統(tǒng)要能接收主時(shí)鐘源發(fā)出的RS485方式的對(duì)時(shí)信號(hào)，在對(duì)時(shí)過(guò)后即正常狀態(tài)下其要能夠自己運(yùn)行正確的時(shí)間信息。

由于主時(shí)鐘源發(fā)來(lái)的信號(hào)不止一種，因此不能直接將其送入單片機(jī)。需先將其送至邏輯芯片，經(jīng)過(guò)邏輯芯片的判斷選擇之后再送入MCU，這樣會(huì)節(jié)省單片機(jī)很多資源及時(shí)間。

為了在沒(méi)有時(shí)間信號(hào)輸入的情況下，此板卡依舊能正常顯示準(zhǔn)確的時(shí)間信息，系統(tǒng)在此為其配備了Dallas公司的DS12C887時(shí)鐘芯片。

在單片機(jī)與PC機(jī)通訊方面，除采用了專門為嵌入式設(shè)計(jì)的的PCI-104總線以節(jié)省板卡空間之外，為了使雙方能夠準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)還采用了一片雙口RAM來(lái)提升此卡的整體性能。

在PC機(jī)與MCU通訊的時(shí)候，要經(jīng)過(guò)雙口RAM，本板卡所用的芯片有2K的地址空間，為解決單片機(jī)引腳問(wèn)題以方便交換數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將這1K空間分為8頁(yè)，每頁(yè)128個(gè)地址空間。這樣的話對(duì)單片機(jī)來(lái)說(shuō)，直接通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)端口就可方便地輸出地址。

通訊卡上有8頁(yè)RAM用來(lái)與PC機(jī)交換數(shù)據(jù)，每頁(yè)為128Bytes。每頁(yè)RAM的用途：第0頁(yè)和第1頁(yè)是PC機(jī)與單片機(jī)交換時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)。

第0頁(yè)：儲(chǔ)存偶數(shù)0.2ms的時(shí)鐘數(shù)據(jù)（10Bytes）。

第1頁(yè)：儲(chǔ)存奇數(shù)0.2ms的時(shí)鐘數(shù)據(jù)（10Bytes）。

第2～6頁(yè)：保留。

第7頁(yè)：儲(chǔ)存從PC機(jī)向同步時(shí)鐘卡（從卡）的對(duì)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)（10Bytes）。

此通訊卡在本系統(tǒng)的作用主要有：為PC機(jī)提供200uS時(shí)間刻度；通過(guò)PCI總線與PC機(jī)相連，將接收到的對(duì)時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)換為200uS的絕對(duì)時(shí)標(biāo)刻度數(shù)據(jù)，采用中斷或查詢方式提供給PC機(jī)；PC機(jī)可在任何時(shí)刻從卡上讀取分辨率為200uS的絕對(duì)時(shí)間刻度；事件捕獲功能。以200uS的分辨率捕獲輸入事件脈沖到達(dá)的精確時(shí)刻，并以中斷方式告知PC機(jī)。

系統(tǒng)的硬件主體框圖如圖1所示：

2　軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為三大部分：系統(tǒng)板單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和上位機(jī)測(cè)試應(yīng)用程序。

2.1　系統(tǒng)板單片機(jī)程序設(shè)計(jì)

此部分主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù)：提供200uS精確時(shí)標(biāo)以及各種傳送方式的時(shí)間等信息的接收、解碼和發(fā)送。

200uS精確時(shí)標(biāo)的產(chǎn)生主要由邏輯芯片配合單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了能夠及時(shí)地與PC機(jī)進(jìn)行信息交流，充分利用系統(tǒng)資源，并提高板卡的整體性能，系統(tǒng)采用雙口RAM實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器共享。

2.2　驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

在此系統(tǒng)中選擇WDM驅(qū)動(dòng)編程模式，該模式為微軟公司推出的分層化的驅(qū)動(dòng)程序模式，適用于Win2000、WinNT和WinXP操作系統(tǒng)中，它不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)新硬件的即插即用，而且可以有效減少并降低驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)的數(shù)量和復(fù)雜性。在該模式下，每個(gè)IO操作可通過(guò)一個(gè)IO請(qǐng)求包（IRP）描述，當(dāng)操作系統(tǒng)遇到一個(gè)IRP時(shí)，它就調(diào)用相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序中的例程來(lái)處理該IRP。WDM的層次結(jié)構(gòu)如圖2所示：

2.3　上位機(jī)測(cè)試應(yīng)用程序

上位機(jī)測(cè)試應(yīng)用程序主要是為評(píng)測(cè)底層硬件是否合理正確以及板卡系統(tǒng)單片機(jī)程序是否編寫(xiě)正確。

在此程序中我們將能很輕松地看到板卡系統(tǒng)的時(shí)間信息、發(fā)送方式等。這將給后續(xù)的開(kāi)發(fā)和測(cè)評(píng)提供很好的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]　楊慶宇．基于多平臺(tái)的PCI總線接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]．西安電子科技大學(xué)，2010．

[2]　王群．基于PCI總線故障錄波器的研究和開(kāi)發(fā)[D]．華中科技大學(xué)，2005．

[3]　劉小春．分布式電力線路故障錄波系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D].華中科技大學(xué)，2001．

[4]　孫莉，吳順君，蘇濤．DSP與PCI總線接口設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)，2002，（3）：34-36．

[5]　潘穎欣．GPS定位導(dǎo)航和授時(shí)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)[D]．南京航空航天大學(xué)，2002．

[6]　張雄偉，陳亮，徐光輝．DSP芯片的原理與開(kāi)發(fā)應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2003．

[7]　危文華．PCI接口芯片9052以及應(yīng)用[J]．電子技術(shù)應(yīng)用，2001，21（1）：67-70．

[8]　PCI Local Bus Specification Revision 2.1．PCI Special Interest Group，1995．

[9]　李貴山，陳金鵬．PCI局部總線及其應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003．

[10]　王胡艦，吳瑞生．利用接口芯片PCI9052制作PCI總線

接口卡詳解[J]．工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2004，17（12）：25-27．

[11]　徐鵬華，魏豐．基于PCI總線的GPS同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2005，18（10）：33-36．

故障錄波器范文3

〔關(guān)鍵詞〕 開(kāi)關(guān)站；故障錄波器；系統(tǒng)改進(jìn)

大亞灣核電站400 kV/500 kV開(kāi)關(guān)站故障錄波裝置原來(lái)采用的是美國(guó)ROCHESTER公司開(kāi)發(fā)的第一代TR-1630微機(jī)型故障錄波器，隨著時(shí)間的推移，在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中逐漸暴露出一些問(wèn)題：故障率較高；設(shè)備專用性強(qiáng)，在故障時(shí)必須返回原廠維修；采購(gòu)不到備件，維修周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，而且服務(wù)沒(méi)有保證。因而有必要對(duì)微機(jī)型故障錄波器進(jìn)行升級(jí)改造。

1 改進(jìn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

改進(jìn)系統(tǒng)采用武漢吉特威電子有限公司自主研制生產(chǎn)的GTW-II型故障錄波器。這是一種分散型的故障錄波器，主要包含硬件和軟件兩個(gè)部分。

1.1 硬件部分

共配有11個(gè)錄波單元，每個(gè)錄波單元主錄一條線路，其中1個(gè)錄波單元后備，相鄰的兩個(gè)單元互為備用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

每個(gè)錄波單元由變送器、采樣卡和采集站組成。智能化采樣卡具有以下一些特點(diǎn)：與ISA總線(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線)完全兼容，即可應(yīng)用于ISA總線的商用機(jī)和工控機(jī)；卡上帶CPU，自成獨(dú)立子系統(tǒng)，其運(yùn)行不占主機(jī)CPU時(shí)間；采用雙端口，大大提高了卡的工作效率，解決了主機(jī)與卡轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)時(shí)的瓶頸問(wèn)題；采集速度快，轉(zhuǎn)換時(shí)間短；模塊化結(jié)構(gòu)，插入主機(jī)總線槽即可工作。由于計(jì)算機(jī)時(shí)鐘系統(tǒng)固有的一些問(wèn)題，使其時(shí)鐘系統(tǒng)在毫秒數(shù)量級(jí)上無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)，而故障錄波系統(tǒng)為了判定事故發(fā)生的先后順序，必須精確到毫秒級(jí)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在開(kāi)關(guān)站新的故障錄波器中，專門設(shè)置了GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)，保證各錄波單元之間的時(shí)標(biāo)誤差小于0.2 ms，GPS接收器保證時(shí)鐘源與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘一致。

1.2 軟件部分

大亞灣核電站開(kāi)關(guān)站故障錄波系統(tǒng)軟件分4個(gè)層次，包括各種數(shù)據(jù)采集卡軟件、數(shù)據(jù)采集站軟件、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)軟件、分析站軟件，如圖2所示。

數(shù)據(jù)采集卡軟件包括模擬量采集軟件、開(kāi)關(guān)量采集軟件、頻率量采集軟件和GPS同步時(shí)鐘卡軟件等4種。實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)軟件又分為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集局域網(wǎng)的信息傳輸軟件和與管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交流的網(wǎng)際信息傳輸軟件。

1.2.1 采集站軟件模塊

設(shè)置有以下一些模塊：內(nèi)存管理模塊、時(shí)鐘與定時(shí)器調(diào)用模塊、中斷服務(wù)模塊、初始化報(bào)警模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、人機(jī)交互模塊、記錄過(guò)程調(diào)度模塊、啟動(dòng)判斷模塊等。其核心是啟動(dòng)判斷模塊，包含的故障啟動(dòng)判據(jù)有: (1) 相電壓、零序電壓突變量；(2) 正序電壓越限；(3) 負(fù)序電壓越限；(4) 零序電壓越限； (5) 主變中性點(diǎn)電流越限；(6) 頻率越限與頻率變化率；(7) 1.5 s內(nèi)電流變差；(8) 相電流突變量；(9) 相電流越限；(10) 負(fù)序電流越限；(11) 零序電流越限；(12) 指定開(kāi)關(guān)量變位；(13) 手動(dòng)、遠(yuǎn)程啟動(dòng)。

1.2.2 分析站軟件模塊

錄波系統(tǒng)硬件設(shè)置模塊：主要用于管理系統(tǒng)硬件參數(shù)庫(kù)中相關(guān)內(nèi)容。可以改變采集卡管理數(shù)據(jù)庫(kù)，新增、刪除、修改采集站配置，改變網(wǎng)絡(luò)和通信標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)電力系統(tǒng)線路改變或擴(kuò)建時(shí)，管理員可用此功能進(jìn)行相應(yīng)配置調(diào)整。當(dāng)改變系統(tǒng)硬件參數(shù)庫(kù)中內(nèi)容時(shí)，有關(guān)內(nèi)容迅速通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到整個(gè)錄波網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1.2.3 被錄線路的啟動(dòng)參數(shù)整定模塊

主要用于管理被錄線路的啟動(dòng)參數(shù)庫(kù)中相關(guān)內(nèi)容。可以改變啟動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，管理員可用此功能進(jìn)行相應(yīng)的用戶名、啟動(dòng)參數(shù)值、線路參數(shù)的設(shè)定。當(dāng)改變被錄線路的啟動(dòng)參數(shù)庫(kù)中內(nèi)容時(shí)，有關(guān)內(nèi)容通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到整個(gè)錄波網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1.2.4 網(wǎng)絡(luò)傳送與故障錄波數(shù)據(jù)管理模塊

故障錄波數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行收集與傳送，故障數(shù)據(jù)經(jīng)檢驗(yàn)、格式轉(zhuǎn)換、故障分析后存入故障錄波主數(shù)據(jù)庫(kù)。另設(shè)故障錄波臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，未經(jīng)系統(tǒng)鑒別或未經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的故障錄波數(shù)據(jù)不進(jìn)入主數(shù)據(jù)庫(kù)。網(wǎng)絡(luò)傳送與故障錄波數(shù)據(jù)管理模塊工作原理如圖3所示。轉(zhuǎn)貼于

1.2.5 故障分析模塊

用于對(duì)故障記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行下列分析：

(1) 電量分析：分析電力系統(tǒng)故障前后電流、電壓、頻率、功率變化的特征 (如最大最小峰值等)。

(2) 故障判定：判定故障輸電線路、故障類型。可分辨以下10種故障：三相故障1種；二相短路故障3種；二

相接地短路3種、單相接地短路故障3種。

(3) 測(cè)定輸電線路上故障點(diǎn)距離。

1.2.6 故障波形顯示與打印模塊

故障波形可自由縮放、標(biāo)注、編輯。模擬量、開(kāi)關(guān)動(dòng)作、頻率量均可以時(shí)序方式波形顯示和打印。

1.2.7 系統(tǒng)診斷模塊

系統(tǒng)診斷模塊用于監(jiān)控故障錄波系統(tǒng)的運(yùn)行，

提供故障錄波系統(tǒng)管理員使用的工作平臺(tái)。它的主要作用有：

(1) 監(jiān)控主機(jī)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行。

(2) 監(jiān)控、管理各采集站的運(yùn)行，必要時(shí)重新啟動(dòng)該站。

(3) 監(jiān)測(cè)各采集卡和各采集通道的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

1.2.8 密碼安全管理模塊

雖然系統(tǒng)主要在專用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運(yùn)行，但實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)尚可能經(jīng)過(guò)工業(yè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)、磁盤(pán)介質(zhì)與外界網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等。為了提高網(wǎng)絡(luò)安全性，采用了密碼安全管理模塊。密碼安全管理模塊用于隔離外界網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障錄波操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的侵入。外界系統(tǒng)只有通過(guò)了安全認(rèn)證這一關(guān)，才可以得到系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)程序提供的服務(wù)。密碼安全管理模塊主要提供如下兩種服務(wù)：(1) 對(duì)系統(tǒng)收到的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行驗(yàn)證，以證實(shí)其是否是故障錄波系統(tǒng)中合法用戶所發(fā)，并可識(shí)別相應(yīng)用戶的目的；(2) 對(duì)數(shù)據(jù)的完整性進(jìn)行檢查，以防止數(shù)據(jù)被中途篡改或在傳輸過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤。密碼安全管理模塊提供調(diào)用接口給各應(yīng)用模塊。

1.2.9 遠(yuǎn)程訪問(wèn)子系統(tǒng)

遠(yuǎn)程訪問(wèn)子系統(tǒng)提供調(diào)度部門遠(yuǎn)程訪問(wèn)端口。

2 改進(jìn)效果

改造后的故障錄波系統(tǒng)具有以下幾方面的特點(diǎn)：

(1) 可靠性高。這是由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定的。大亞灣核電站開(kāi)關(guān)站故障錄波系統(tǒng)采用了按線路分散錄波，交叉?zhèn)溆茫蟹治龅南到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。由于每臺(tái)錄波單元負(fù)荷較小，故障幾率變小；互為備用的模式保證在一個(gè)錄波單元故障時(shí)有補(bǔ)救措施；數(shù)據(jù)在采集站和分析站雙重保存，避免錄波數(shù)據(jù)丟失。

故障錄波器范文4

摘要： 本文通過(guò)介紹山西電網(wǎng)繼電保護(hù)故障信息分析處理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)使用情況，詳述了保護(hù)故障信息系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能及技術(shù)特點(diǎn)，客觀分析了建立該系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： 繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng) 分析處理

前言

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，微機(jī)型保護(hù)和故障錄波裝置在系統(tǒng)中所占的比例日益加大，錄取系統(tǒng)故障信息的能力也日益加強(qiáng)。為了充分發(fā)揮微機(jī)型裝置的優(yōu)良性能，山西省從97年開(kāi)始，在經(jīng)過(guò)充分調(diào)研及可行性研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了山西電網(wǎng)故障信息分析處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、規(guī)模及其實(shí)現(xiàn)方式，確定了系統(tǒng)的技術(shù)方案，并于2000年6月建成系統(tǒng)并投入運(yùn)行。目前，該系統(tǒng)連接了山西電網(wǎng)十個(gè)220KV變電站的微機(jī)型保護(hù)和故障錄波裝置。

繼電保護(hù)故障信息分析處理系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后將完整的保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告和錄波報(bào)告迅速傳送到省調(diào)及相關(guān)繼電保護(hù)部門，使所有關(guān)心故障狀況的人員（尤其是調(diào)度人員）能及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握電網(wǎng)的故障情況，提高事故的分析處理水平。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)人員在日常運(yùn)行中對(duì)全網(wǎng)微機(jī)型保護(hù)和錄波裝置運(yùn)行狀況的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大大提高了系統(tǒng)保護(hù)裝置的健康運(yùn)行水平。

1 系統(tǒng)組成

山西電網(wǎng)故障信息分析處理系統(tǒng)組成如圖一所示。

1.1變電站端

在變電站端設(shè)置專門的子站系統(tǒng)，所有數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的硬件單獨(dú)組屏，盡量不影響原有保護(hù)和錄波裝置的獨(dú)立運(yùn)行性能。管理屏通過(guò)Modem與調(diào)度端中心站連接，通過(guò)工控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接。工控機(jī)經(jīng)由插在IPC中的多功能MOXA卡將RS-232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485/422信號(hào)，同時(shí)進(jìn)行串行口擴(kuò)展，經(jīng)雙絞線連接到站內(nèi)微機(jī)保護(hù)和故障錄波設(shè)備。管理屏裝設(shè)一臺(tái)GPS授時(shí)裝置，為了盡量減少對(duì)運(yùn)行裝置的影響，GPS僅采用了“軟對(duì)時(shí)”方式，即GPS只校正工控機(jī)的時(shí)鐘，工控機(jī)再通過(guò)串口為所連接的裝置對(duì)時(shí)。非微機(jī)保護(hù)裝置及其它監(jiān)控信號(hào)以開(kāi)關(guān)量的方式接入變電站管理屏。

工控機(jī)以各連接設(shè)備的通訊協(xié)議接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，錄波器數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為ANSI/IEEE c37，111-1991 COMTRADE格式，保護(hù)報(bào)告轉(zhuǎn)成文本文件，以TCP/IP協(xié)議與調(diào)度端中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

1.2中心站端

中心站設(shè)一臺(tái)通訊主機(jī)和一臺(tái)數(shù)據(jù)管理服務(wù)器。通訊主機(jī)通過(guò)MODEM經(jīng)專用微波話路與變電站管理屏連接，系統(tǒng)發(fā)生故障后可同時(shí)接收相關(guān)變電站上傳的信息，經(jīng)分析處理后將最終數(shù)據(jù)存入管理服務(wù)器。服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)所有變電站的信息，對(duì)接收的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)初步分析，并經(jīng)維護(hù)人員歸納、總結(jié)后通過(guò)Internet，每個(gè)終端可以共享服務(wù)器提供的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)及資源，實(shí)現(xiàn)整個(gè)局域網(wǎng)對(duì)最新故障數(shù)據(jù)的共享。同時(shí)，調(diào)度員可以瀏覽管理服務(wù)器上原始的故障數(shù)據(jù)及波形信息。通訊主機(jī)與服務(wù)器之間遵循TCP/IP（FTP）協(xié)議。

2 系統(tǒng)功能

2.1故障信息的及時(shí)、準(zhǔn)確處理功能

變電站管理機(jī)能自動(dòng)完成對(duì)本站所連接的保護(hù)和錄波裝置的正常查詢、動(dòng)作報(bào)告和自檢報(bào)告的自動(dòng)搜集和分析處理，當(dāng)分析到有保護(hù)跳閘報(bào)告時(shí)能自動(dòng)撥號(hào)將報(bào)告上傳至中心站，并在管理機(jī)上以醒目的方式就地顯示，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有連接裝置動(dòng)作信息的自動(dòng)管理，提高了故障處理的自動(dòng)化水平。

管理屏的GPS裝置可以精確地同步各裝置的時(shí)鐘，極大地提高了系統(tǒng)故障分析的準(zhǔn)確性，消除了因時(shí)鐘的影響而造成事故分析不便的隱患。

通過(guò)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，繼電保護(hù)各級(jí)管理部門在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可以及時(shí)、準(zhǔn)確取得有關(guān)數(shù)據(jù)而無(wú)須趕到現(xiàn)場(chǎng)，縮短了處理故障的時(shí)間。

中心站后臺(tái)軟件具有完善的分析工具對(duì)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如故障測(cè)距、波形分析、矢量計(jì)算、諧波分析等。故障測(cè)距提供了多種算法，為故障點(diǎn)的查找?guī)?lái)很大方便。雙端測(cè)距算法的實(shí)現(xiàn)，大大提高了故障測(cè)距的精確度，這也正是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最有效、實(shí)用的故障處理功能。

2.2運(yùn)行設(shè)備的遠(yuǎn)方監(jiān)控、維護(hù)功能

變電站定時(shí)對(duì)連接裝置進(jìn)行巡檢，一旦裝置有自檢異常報(bào)告，自動(dòng)收集并保存，同時(shí)可以就地顯示或聲響等方式提醒運(yùn)行人員。管理機(jī)每天自動(dòng)調(diào)取一次各裝置定值，也可由中心站遠(yuǎn)方操作隨時(shí)調(diào)取裝置定值。可自動(dòng)記錄接入變電站管理屏的開(kāi)關(guān)變位情況并給出漢化的變位信息和有關(guān)提示。

在中心站可以遠(yuǎn)方調(diào)取各連接裝置的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)及波形、裝置自檢報(bào)告、開(kāi)關(guān)變位狀況、當(dāng)時(shí)定值等，監(jiān)視裝置的運(yùn)行狀況。對(duì)錄波裝置，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方啟動(dòng)錄波的功能。

2.3故障信息的管理、統(tǒng)計(jì)功能

中心站服務(wù)器管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于Browser/Server模式，采用滿足國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理功能。接入本系統(tǒng)的所有裝置的動(dòng)作信息、自檢信息及錄波數(shù)據(jù)都記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以方便地進(jìn)行不同條件的查詢和統(tǒng)計(jì)，如按照單位、廠站、線路名、開(kāi)關(guān)號(hào)、保護(hù)及錄波裝置型號(hào)等，同時(shí)，要求該軟件具備查詢或統(tǒng)計(jì)后相應(yīng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存、備份、刪除等功能。

2.4圖形功能

中心站通訊機(jī)可顯示山西電網(wǎng)地理接線圖，通過(guò)點(diǎn)擊地理接線圖中任一變電站可調(diào)出該變電站的主接線圖及保護(hù)、錄波裝置的配置圖，點(diǎn)擊任一裝置即可調(diào)出該裝置的歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，有報(bào)告?zhèn)鞯街行恼緯r(shí)，變電站主接線圖中有明顯標(biāo)志自動(dòng)顯示故障報(bào)告的存在。圖形具有方便的編輯功能，如添加、刪除設(shè)備等。

3 使用情況 3.1連接裝置

山西電網(wǎng)故障信息分析處理系統(tǒng)連接了目前使用較多的微機(jī)型線路保護(hù)和故障錄波裝置及部分變壓器保護(hù)，還接入了部分開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

線路保護(hù)裝置：南自廠生產(chǎn)的WXB-11C/15型保護(hù)和南瑞生產(chǎn)的LFP-900系列保護(hù)

故障錄波裝置：南京銀山公司生產(chǎn)的YS-8A錄波器和電自院遠(yuǎn)動(dòng)室、深圳深寧公司生產(chǎn)的WDS-2B錄波器

變壓器保護(hù)裝置：南自廠生產(chǎn)的WBZ-03、04保護(hù)和南瑞生產(chǎn)的LFP-970系列保護(hù)

開(kāi)關(guān)量信號(hào)：根據(jù)各廠站的需要接入目前無(wú)法監(jiān)測(cè)到的信號(hào)。如各電壓等級(jí)母線接地信號(hào)、裝置直流電源消失信號(hào)等。

裝置的連接過(guò)程中，LFP-900系列保護(hù)和YS-8A錄波器比較容易接入，后臺(tái)接收的信息也與裝置本體差不多，但對(duì)于早期投產(chǎn)的微機(jī)型裝置，如WXB-11線路保護(hù)、WBZ-03/04變壓器保護(hù)及WDS-2B錄波器，如果進(jìn)行組網(wǎng)，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。WXB-11需升級(jí)為WXB-11C型，WBZ-03/04變壓器保護(hù)，原裝置的運(yùn)行程序沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)功能，需要對(duì)程序進(jìn)行修改，而WDS-2B錄波器需升級(jí)為WDS-2E型。對(duì)于這些裝置的聯(lián)網(wǎng)，需要做的工作很多，但聯(lián)網(wǎng)后調(diào)取的信息非常有限，上傳報(bào)告的內(nèi)容比裝置本體打印的內(nèi)容少得多，運(yùn)行中還存在許多問(wèn)題，如WXB-11C/15保護(hù)，只能調(diào)取兩個(gè)周波的故障波形，運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法與變電站管理屏通訊的情況，原因是保護(hù)裝置的打印機(jī)卡紙，卡紙時(shí)保護(hù)串口不進(jìn)行通訊；WBZ-03/04保護(hù)組網(wǎng)后，WBZ-03裝置不能調(diào)取定值，WBZ-04裝置調(diào)取的定值有一項(xiàng)錯(cuò)誤。所以，在建立保護(hù)故障信息系統(tǒng)時(shí)，早期的微機(jī)型裝置是否接入，其必要性有待于進(jìn)一步探討。

3.2系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）保護(hù)及錄波裝置的動(dòng)作、自檢報(bào)告在變電站端經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后，文件體積比較小，傳輸速率較高，同時(shí)，通訊模塊軟件支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，縮短了占用通道時(shí)間，提高了遠(yuǎn)傳成功率。

（2）對(duì)變電站連接的各種裝置的通信軟件采用了模塊化設(shè)計(jì)。對(duì)不同廠站的設(shè)備通過(guò)連接裝置的設(shè)置完成通訊軟件設(shè)置，而無(wú)需重新編制軟件，當(dāng)變電站擴(kuò)容或設(shè)備變更時(shí)，站端軟件調(diào)整、維護(hù)工作量小，使用方便。

（3）中心站軟件具備靈活、豐富的故障分析功能。可以顯示有關(guān)電氣量的曲線和相量，當(dāng)光標(biāo)在曲線上移動(dòng)時(shí)，可實(shí)時(shí)顯示光標(biāo)所在位置各電氣量的有效值、瞬時(shí)值、相角、諧波值等；可對(duì)選定的曲線進(jìn)行疊加、拉伸、壓縮、放大、縮小等顯示。

（4）提供了對(duì)故障線路的多種測(cè)距算法，有單端測(cè)距、雙端測(cè)距、對(duì)側(cè)助增測(cè)距。

3.3存在問(wèn)題商榷

山西電網(wǎng)故障信息分析處理系統(tǒng)于2000年6月投入試運(yùn)行，運(yùn)行期間經(jīng)歷了十多次系統(tǒng)故障，故障報(bào)告基本完整，但時(shí)效性不佳。根據(jù)運(yùn)行情況分析，有一些問(wèn)題值得在建設(shè)信息系統(tǒng)時(shí)引起重視：

1、為了確保電網(wǎng)故障時(shí)故障數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳的時(shí)效性、準(zhǔn)確性，中心站與變電站之間傳輸通道最好是數(shù)據(jù)網(wǎng)通道。在不具備數(shù)據(jù)網(wǎng)而用微波電話傳輸時(shí)，要求通訊軟件具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力，否則難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障時(shí)故障數(shù)據(jù)的自動(dòng)上傳，中心站向下訪問(wèn)也容易受阻，大大影響了對(duì)電網(wǎng)故障的判斷、處理。

2、變電站端系統(tǒng)連接保護(hù)及錄波設(shè)備后，抗干擾問(wèn)題應(yīng)予以高度重視。保護(hù)和錄波裝置連接的規(guī)約轉(zhuǎn)換盒應(yīng)是有源設(shè)備，以提高其抗干擾能力。從保護(hù)串口到變電站管理屏的整個(gè)回路（包括規(guī)約轉(zhuǎn)換盒、雙絞線、串口轉(zhuǎn)換及擴(kuò)展MOXA卡）的抗干擾能力都應(yīng)滿足抗干擾的要求。

3、故障信息系統(tǒng)建設(shè)時(shí)應(yīng)同時(shí)建立起變電站二次設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)由變電站端系統(tǒng)填寫(xiě)和修改，與變電站主接線圖、二次設(shè)備分布圖的繪制相結(jié)合，一次完成。調(diào)度端中心站可以調(diào)用該數(shù)據(jù)庫(kù)并可實(shí)現(xiàn)所有聯(lián)網(wǎng)變電站二次設(shè)備參數(shù)的查詢、統(tǒng)計(jì)等管理功能。

4、變電站管理機(jī)不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)連接設(shè)備的訪問(wèn)，而且要進(jìn)行智能管理。如對(duì)設(shè)備的定值、定值區(qū)號(hào)、開(kāi)入量、連接情況等進(jìn)行監(jiān)視，記錄其變更時(shí)間及變更內(nèi)容，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行相應(yīng)處理。

5、變電站端與保護(hù)和錄波裝置通訊的管理軟件時(shí)序配合上應(yīng)合理，應(yīng)能確保與設(shè)備連接暢通，否則變電站管理屏經(jīng)常出現(xiàn)與設(shè)備連接不上的現(xiàn)象。

6、中心站對(duì)變電站端設(shè)備的訪問(wèn)不能僅通過(guò)一臺(tái)通訊主機(jī)進(jìn)行，MIS網(wǎng)上已被授權(quán)的其它終端應(yīng)能通過(guò)該機(jī)訪問(wèn)變電站設(shè)備。

4 結(jié)束語(yǔ) 繼電保護(hù)故障信息分析處理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和使用，標(biāo)志著繼電保護(hù)專業(yè)的技術(shù)管理水平登上一個(gè)新臺(tái)階，為電力系統(tǒng)故障的準(zhǔn)確分析、及時(shí)處理提供了重要的依據(jù)和手段。它的建立，為今后繼電保護(hù)動(dòng)作行為進(jìn)行智能化分析和仿真，為保護(hù)專家系統(tǒng)的建立奠定了基礎(chǔ)，必將為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行做出貢獻(xiàn)，為提高各專業(yè)技術(shù)管理的自動(dòng)化水平發(fā)揮愈來(lái)愈大的作用。

參考文獻(xiàn)

故障錄波器范文5

關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng)；故障；檢測(cè)；行波測(cè)距；因素；

【分類號(hào)】：TM862

0 引言

在我國(guó)配電網(wǎng)中目前，主要有兩種實(shí)用方法實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)在線故障定位：（1）實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化（FA），利用線路負(fù)荷開(kāi)關(guān)處裝設(shè)的FTU實(shí)現(xiàn)故障分段定位。通過(guò)線路FTU檢測(cè)測(cè)量TA二次電流是否出現(xiàn)間斷角判斷線路過(guò)流故障，而將檢測(cè)結(jié)果送至SCADA系統(tǒng)，系統(tǒng)主站根據(jù)各FTU上報(bào)信息利用相應(yīng)的故障定位算法確定故障所在區(qū)段。該方法只適合于實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)自動(dòng)化的地區(qū)，但實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化造價(jià)太高，同時(shí)，該方法還是無(wú)法克服配電網(wǎng)故障電流微弱、故障特征不明顯帶來(lái)的問(wèn)題，即使能夠進(jìn)行故障定位，也只能分區(qū)段定位，故障點(diǎn)的查找還是比較困難，特別在城網(wǎng)中，大多電力電纜已下地，限制了此方法的大面積使用。（2）沿線懸掛故障指示器，根據(jù)故障點(diǎn)前后指示器檢測(cè)信息的不同實(shí)現(xiàn)故障分段定位。利用故障指示器實(shí)現(xiàn)線路短路故障的定位，具有成本低，安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，故障后需要根據(jù)線路上故障指示器的指示狀態(tài)，人工沿線查找所在區(qū)段，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，該方法同樣存在方法（1）中的問(wèn)題。

綜上所述，對(duì)于小電流接地系統(tǒng)輸電線路，其準(zhǔn)確的故障定位及成因分析的研究還是一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域。如能取得突破，將對(duì)小電流接地系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的貢獻(xiàn)是巨大的，對(duì)輸電網(wǎng)也有十分重要的建設(shè)性作用。本項(xiàng)目研究將行波測(cè)距原理應(yīng)用到配電線路中，針對(duì)其線路結(jié)構(gòu)的特殊性，采用普通電壓互感器獲取行波信號(hào)，結(jié)合故障初始相角、接地電阻、混合線路等對(duì)檢測(cè)可靠性的影響因素。利用故障產(chǎn)生的電壓行波信號(hào)線模分量，及基于雙端測(cè)距原理，并運(yùn)用云計(jì)算平臺(tái)，測(cè)量短路和接地等故障距離，能有效的解決小電流接地系統(tǒng)線路故障定位難題。

1 行波測(cè)距的原理

行波測(cè)距方法按照故障測(cè)距原理可分為 A，B，C 三類：

① A 型故障測(cè)距裝置是利用故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波到達(dá)母線端后反射到故障點(diǎn)，再由故障點(diǎn)反射后到達(dá)母線端的時(shí)間差和行波波速來(lái)確定故障點(diǎn)距離的。但此種方法沒(méi)有解決對(duì)故障點(diǎn)的反射波和對(duì)側(cè)母線端反射波在故障點(diǎn)的透射波加以區(qū)分的問(wèn)題，所以實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。

② B 型故障測(cè)距裝置是利用記錄故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波到達(dá)線路兩端的時(shí)間，然后借助于通訊聯(lián)系實(shí)現(xiàn)測(cè)距的。由于這種測(cè)距裝置是利用故障產(chǎn)生后到達(dá)母線端的第一次行波的信息，因此不存在區(qū)分故障點(diǎn)的反射波和對(duì)側(cè)母線端反射波在故障點(diǎn)的透射波的問(wèn)題。但是它要求在線路兩端有通訊聯(lián)系，而且兩邊時(shí)標(biāo)要一致。這就要求利用 GPS 技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。

③ C 型故障測(cè)距裝置是在故障發(fā)生后由裝置發(fā)射高壓高頻或直流脈沖，根據(jù)高頻脈沖由裝置到故障點(diǎn)往返一次的時(shí)間進(jìn)行測(cè)距。這種測(cè)距裝置原理簡(jiǎn)單，精度也高，但要附加高頻脈沖信號(hào)發(fā)生器等部件，比較昂貴復(fù)雜。另外，測(cè)距時(shí)故障點(diǎn)反射脈沖往往很難與干擾相區(qū)別，并且要求輸電線路三相均有高頻信號(hào)處理和載波通道設(shè)備。

目前，國(guó)內(nèi)大部分行波測(cè)距采用的是B型電流行波測(cè)距的原理，需采用專用傳感器，本項(xiàng)目利用電壓互感器二次行波電壓進(jìn)行故障定位，安裝簡(jiǎn)單，測(cè)量信號(hào)少，利用雙端測(cè)距，線模分量的小波變換等原理作為測(cè)距依據(jù)，建立正常時(shí)間矩陣，完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的故障測(cè)距。

2 配網(wǎng)行波選線與故障定位

從圖1可以看出配電線路行波的特點(diǎn) ：

1）接地線路初始行波遠(yuǎn)大于非接地線路的初始行波，極性相反

2）非接地線路的初始行波數(shù)值相等，極性相同

3）與中性點(diǎn)接地方式幾乎無(wú)關(guān)，故障特征明顯

基于行波的單相接地選線原理：

1）故障線路的行波幅值遠(yuǎn)大于非故障線路

如圖1左側(cè)行波電流幅度所示，當(dāng)線路上有N條饋線，全是電纜或全是架空線或電纜與架空線混合線路，imk為饋線上的行波電流幅值， imf為故障線上的行波電流幅值。若 imk≤ imf /（N-1） ，K=1，2... N ， k≠f， 判定f為故障線，其余為非故障線。

2）故障線路與非故障線路的行波極性相反

如圖1右側(cè)紅色行波電流流動(dòng)方向所示，可見(jiàn)行波在故障線中是由故障線流向母線，而非故障線路是行波由母線流向線路。

故障定位原理：

基于行波技術(shù)的故障定位方法包括雙端行波測(cè)距法和單端行波測(cè)距法。我們采取的是雙端行波測(cè)距法。

雙端行波測(cè)距法原理是利用故障行波到達(dá)故障線路兩端的時(shí)間差計(jì)算出故障距離，關(guān)鍵是準(zhǔn)確記錄行波到達(dá)線路兩端的相對(duì)時(shí)間，利用接收GPS的衛(wèi)星信號(hào)并配合高精度恒溫晶振的使用，可以獲取精度在0.1us以內(nèi)的時(shí)間脈沖，因此GPS可作為同步時(shí)間單元。由于母線兩端都只檢測(cè)第一個(gè)到達(dá)的行波，線路的過(guò)渡電阻的電弧特性、系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化、線路的分布電容以及負(fù)荷電流等因素對(duì)測(cè)距復(fù)雜性不會(huì)造成大的影響，因此雙端行波法比單端行波法測(cè)距結(jié)果更準(zhǔn)確可靠。

因?yàn)?0kV輸電線路大多等效為放射狀接線，對(duì)行波通路來(lái)講認(rèn)為線路為無(wú)限長(zhǎng)，因此，雙端行波定位法是理想的選擇。

3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由站內(nèi)行波選線主站、戶外行波測(cè)距終端、通信鏈路組成

1）、站內(nèi)行波選線主站由前置行波采集單元、GPS同步、后臺(tái)處理單元、顯示器等，整個(gè)組成一面屏安裝于站內(nèi)，完成小電流接地選線功能及其故障支路的故障點(diǎn)定位。

2）、戶外行波測(cè)距終端由高速采集單元、GPS同步、數(shù)據(jù)處理單元等組成，以掛箱式安裝于戶外。

3）、分支上各測(cè)距終端的信息以GPRS通信模式將數(shù)據(jù)上送到中心主站，主站分析計(jì)算后將測(cè)距結(jié)果在顯示器上顯示，同時(shí)以遠(yuǎn)動(dòng)方式通過(guò)光纖將結(jié)果送到調(diào)度中心。

當(dāng)P點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，位于站內(nèi)的行波選線主站啟動(dòng)選線，選出故障線路并記錄行波波形，同時(shí)，位于配電線路末端#2、#3位置的行波測(cè)距終端裝置啟動(dòng)錄波，記錄行波波頭，最后由主站數(shù)據(jù)處理中心結(jié)合三者波頭數(shù)據(jù)，得出故障點(diǎn)位置。

4技術(shù)特點(diǎn)

1）利用電壓行波測(cè)距，抗干擾能力強(qiáng)，與中性點(diǎn)接地方式無(wú)關(guān)

由于配電線路是正常工作時(shí)只由單端電源供電，且末端一般不帶有負(fù)荷為開(kāi)路狀態(tài)。根據(jù)行波理論，線路末端不能檢測(cè)到電流行波信號(hào)。而對(duì)于為開(kāi)路狀態(tài)的線路末端，電壓行波的反射系數(shù)為+ 1 ，電壓加倍，即線路末端可檢測(cè)到電壓行波信號(hào)。對(duì)于配電母線，根據(jù)其為單側(cè)或兩側(cè)線路供電分為單出線和雙出線兩種結(jié)構(gòu)。對(duì)于單出線系統(tǒng)，調(diào)壓器等效電感對(duì)于高頻行波相當(dāng)于開(kāi)路狀態(tài)。對(duì)于雙出線系統(tǒng)，電壓行波反射系數(shù)為0 ，其幅值不變。兩種狀態(tài)下母線處均可檢測(cè)到電壓行波信號(hào)。 由于在配電網(wǎng)故障時(shí)，系統(tǒng)中存在豐富的行波信號(hào)，它既包含低頻分量，也包含高頻分量，特別是其中的對(duì)電容比較敏感的高頻分量。行波信號(hào)包括很多的故障信息，是一種故障分量，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)是不存在的，只有發(fā)生故障時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，可排除正常運(yùn)行不平衡電流的影響，電壓行波還具有抗電暈干擾等特點(diǎn)，行波的產(chǎn)生與中性點(diǎn)接地形式無(wú)關(guān)。

2）采用雙端測(cè)距，不需要考慮后續(xù)的反射與透射行波，測(cè)距更可靠

根據(jù)行波傳輸特征，可以利用單端和雙端原理分別測(cè)量故障距離。單端測(cè)距法必須識(shí)別出故障點(diǎn)的反射波。由于配網(wǎng)線路一般為架空、電纜混合線路，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)受沿線變壓器負(fù)荷及復(fù)雜環(huán)境的影響，行波在各個(gè)一次設(shè)備、各段線路連接處的反射、折射較為復(fù)雜。故障點(diǎn)反射波波頭幅值有明顯的衰減和畸變，且與阻抗不匹配點(diǎn)的反射波形相混淆，其識(shí)別變得非常復(fù)雜、困難。因此，配網(wǎng)線路中采用單端方法測(cè)距將非常困難。而利用雙端法可以最大限度降低上述因素的影響。雙端行波測(cè)距法只檢測(cè)故障產(chǎn)生的初始行波波頭到達(dá)時(shí)間，不需要考慮后續(xù)的反射與透射行波，原理簡(jiǎn)單，測(cè)距結(jié)果更可靠。

3）根據(jù)初始行波波頭到達(dá)時(shí)間，可以有效判定區(qū)內(nèi)還是區(qū)外故障

電網(wǎng)中輸電線路發(fā)生短路故障或遭受雷電過(guò)電壓侵襲時(shí)，故障點(diǎn)或雷擊點(diǎn)將產(chǎn)生電壓行波經(jīng)線路向整個(gè)電網(wǎng)傳播。由于故障初始行波在電網(wǎng)中是按照最短路徑傳播的，各變電站距離故障點(diǎn)的路徑越短，則初始行波到達(dá)該站的時(shí)刻越早；對(duì)于故障行波到達(dá)同一變電站的不同路徑而言，行波經(jīng)過(guò)的路徑越短，則到達(dá)時(shí)刻越早；所以對(duì)于各變電站來(lái)說(shuō)，最早到達(dá)該站的行波必是初始行波。當(dāng)線路故障時(shí)，電網(wǎng)中各行波測(cè)距裝置檢測(cè)并記錄初始行波的到達(dá)時(shí)間，從而進(jìn)行電網(wǎng)故障點(diǎn)的區(qū)內(nèi)區(qū)外判定。

4）通過(guò)建立正常時(shí)間矩陣，滿足T型線路的故障測(cè)距要求

首先建立正常時(shí)間矩陣，然后根據(jù)T型線路內(nèi)部故障時(shí)各變電站記錄的初始行波波頭到達(dá)時(shí)間，建立故障時(shí)間矩陣，并與T型線路正常時(shí)間矩陣相比較，確定故障線路，然后利用雙端測(cè)距方法計(jì)算出故障點(diǎn)位置。在T型線路測(cè)距中提出了故障線路的確定方法，只需比較故障時(shí)間矩陣和正常時(shí)間矩陣，可以準(zhǔn)確地確定故障線路，在分支故障時(shí)，將2條故障線路的測(cè)距結(jié)果的平均值作為最終測(cè)距結(jié)果，可以提高定位精度。

5）根據(jù)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建立測(cè)距網(wǎng)，增加系統(tǒng)冗余

根據(jù)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用線路故障后整個(gè)電網(wǎng)中安裝的行波定位裝置記錄的有效初始行波到達(dá)時(shí)間進(jìn)行故障定位計(jì)算，并可消除部分行波定位裝置故障、啟動(dòng)失靈或時(shí)間記錄錯(cuò)誤對(duì)定位結(jié)果的影響。

5結(jié)論

隨著新型城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化步伐加快，新能源、分布式電源、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能裝置快速發(fā)展，終端用電負(fù)荷呈現(xiàn)增長(zhǎng)快、變化大、多樣化的新趨勢(shì)，增加對(duì)配電網(wǎng)的建設(shè)和加快對(duì)配電網(wǎng)的改造升級(jí)勢(shì)在必行。配電網(wǎng)中存在的接地故障也會(huì)越來(lái)越多，本研究基于輸電線路中的行波測(cè)距原理，探討了行波測(cè)距應(yīng)用在配電網(wǎng)中的可能性，本設(shè)計(jì)提出了基于行波的小電流接地系統(tǒng)故障選線與故障定位的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)所有10kV線路進(jìn)行故障選線及故障定位，同時(shí)對(duì)該配電網(wǎng)的安裝分布式行波采集終端進(jìn)行多級(jí)分支線路故障定位，在故障發(fā)生后對(duì)故障點(diǎn)精確定位。此系統(tǒng)方便供電局工作人員快速查找故障點(diǎn)，及時(shí)供電消除故障擴(kuò)大的隱患，因此能夠極大地提高供電局工作人員的工作效率，降低工作強(qiáng)度。希望對(duì)今后配電網(wǎng)接地故障的研究能夠有所幫助。

參考文獻(xiàn)

故障錄波器范文6

關(guān)鍵詞：匝間保護(hù) PT接地

Abstract:This paper of Zhangjiakou Power Plant (hereinafter referred to as Zhang electric) of unit 8 generator inter-turn protection for longitudinal zero-sequence voltage inter-turn protection, 8 units respectively in January 20, 2005 and March 5, 2005 happen twice inter-turn protectionevent.

Keywords：inter-turn protection PTground connection

中圖分類號(hào)：TM921.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置是在發(fā)電機(jī)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行的情況下快速切除故障，防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。繼電保護(hù)裝置的快速性、可靠性、靈敏性、準(zhǔn)確性是對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求。繼電保護(hù)裝置一旦發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，都會(huì)影響發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。因此快速分析動(dòng)作原因，及時(shí)采取有效措施，對(duì)發(fā)電廠的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有深遠(yuǎn)的意義。

一、發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)原理

張家口發(fā)電廠8號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)為縱向零序電壓式匝間保護(hù)，縱向零序電壓式匝間保護(hù)的接入電壓，取自機(jī)端專用PT的開(kāi)口三角形電壓。專用PT為全絕緣式PT,其一次中性點(diǎn)不接地，而是通過(guò)高壓電纜與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)連接起來(lái)。在發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，在專用PT的開(kāi)口三角形處將出現(xiàn)縱向零序電壓，縱向零序電壓式匝間保護(hù)就是以縱向零序電壓為判據(jù)構(gòu)成的發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)。

當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí),反應(yīng)匝間短路TV開(kāi)口三角的零序電壓3U0=0,保護(hù)不動(dòng)作;當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部發(fā)生單相接地故障時(shí),雖然三相對(duì)地電壓不再平衡,但三相對(duì)中性點(diǎn)的電壓仍然完全對(duì)稱,同樣反應(yīng)定子繞組匝間短路TV開(kāi)口三角的零序電壓3U0=0,保護(hù)不動(dòng)作;當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生匝間短路或中性點(diǎn)不對(duì)稱的各種相間短路時(shí),破壞了三相對(duì)中性點(diǎn)的對(duì)稱,產(chǎn)生了對(duì)中性點(diǎn)的零序電壓,即縱向零序電壓,在它的開(kāi)口三角形處出現(xiàn)縱向零序電壓，當(dāng)達(dá)到保護(hù)裝置的整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。保護(hù)的交流接入回路下圖所示。

二、事故經(jīng)過(guò)

2005年1月20日，張電8號(hào)發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組解列。發(fā)變組保護(hù)定子匝間保護(hù)靈敏段及次靈敏段動(dòng)作，故障錄波器啟動(dòng)，從發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作報(bào)告中顯示，匝間保護(hù)專用丙PT（632）開(kāi)口三角二次零序電壓達(dá)到了23.15V，三次諧波電壓達(dá)到2.85V。從故障錄波器的錄波報(bào)告中顯示，故障啟動(dòng)分量為發(fā)電機(jī)機(jī)端零序電壓3U0，取自機(jī)端乙PT（611）開(kāi)口三角，啟動(dòng)通道故障時(shí)刻有效值為26.008V，啟動(dòng)通道打印時(shí)段最大值42.113V。隨后為進(jìn)一步查找原因，運(yùn)行人員進(jìn)行了起勵(lì)，升壓過(guò)程沒(méi)有全部完成，匝間保護(hù)靈敏段又一次動(dòng)作，動(dòng)作報(bào)告中顯示零序電壓達(dá)到4.69V，三次諧波電壓達(dá)到0.10V。隨后對(duì)8號(hào)機(jī)組的一次設(shè)備及機(jī)端PT二次的絕緣、接地點(diǎn)等進(jìn)行了檢查，檢查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常。為及時(shí)恢復(fù)機(jī)組運(yùn)行，采取臨時(shí)措施，將匝間保護(hù)退出運(yùn)行，再次開(kāi)機(jī)，上述故障現(xiàn)象消失。

2005年3月5日，8號(hào)機(jī)臨時(shí)停機(jī)后啟機(jī)時(shí)，定子接地、匝間保護(hù)動(dòng)作，查其原因，是因機(jī)端甲PT一次A相保險(xiǎn)熔斷所致，更換A相一次保險(xiǎn)后，恢復(fù)正常，機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行。

三、原因分析

8號(hào)機(jī)組機(jī)端共有甲、乙、丙三組PT , 發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)使用的是甲PT，故障錄波器使用的是乙PT，匝間保護(hù)使用的是全絕緣型式的專用丙PT。第一次故障時(shí)，匝間保護(hù)動(dòng)作，故障錄波器所顯示的波形變化及保護(hù)動(dòng)作情況基本吻合。況且，事后對(duì)所有PT二次回路進(jìn)行檢查，也未發(fā)現(xiàn)異常，特別是3月5日的故障，是因PT一次保險(xiǎn)熔斷而引起。在定子接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)，匝間保護(hù)又一次動(dòng)作。根據(jù)這種情況，可以確認(rèn)，兩次故障均不排除一次系統(tǒng)故障的可能。

根據(jù)對(duì)故障錄波圖及保護(hù)動(dòng)作情況的綜合分析，基本排除發(fā)電機(jī)定子單相接地的可能。因錄波圖上三次諧波沒(méi)有明顯變化。同時(shí)，也排除發(fā)電機(jī)匝間短路的可能。因第一次故障后再次開(kāi)機(jī)直至第二次故障，匝間保護(hù)并未見(jiàn)有任何動(dòng)作信號(hào)，發(fā)電機(jī)也未見(jiàn)異常。因此，只能是一次系統(tǒng)的其它設(shè)備出現(xiàn)異常。根據(jù)第一次故障后對(duì)PT一、二次檢查，故障消失、特別是針對(duì)第二次故障的原因分析，一次系統(tǒng)的故障范圍應(yīng)該是在發(fā)電機(jī)機(jī)端PT。

兩次故障共同的特點(diǎn)是都是因零序電壓3U0超過(guò)保護(hù)定值使保護(hù)動(dòng)作。不同之處在于：第一次故障時(shí)，錄波圖上BC相電壓降低，而且顯示是C相電壓突然降低，同時(shí)出現(xiàn)零序電壓。匝間保護(hù)隨之動(dòng)作。而匝間保護(hù)與故障錄波器不屬于同一組PT，卻能同時(shí)感受到這一現(xiàn)象，只能是一次系統(tǒng)出現(xiàn)單相短路（但不是對(duì)地），發(fā)生這種情況只有丙PT才有可能，因丙PT一次中性點(diǎn)不接地，而是與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)連接。但由于丙PT一次發(fā)生短路，也會(huì)使發(fā)電機(jī)單相電壓降低，所以，故障錄波器也同樣能夠感受到。從錄波圖上可以確認(rèn)，發(fā)生故障的是C相。第二次故障（3月5日）是機(jī)端甲PTA相一次保險(xiǎn)熔斷，只影響甲PT本身的二次電壓，一次系統(tǒng)不受其影響，因此，故障錄波圖上的電壓沒(méi)有變化。

8發(fā)電機(jī)機(jī)端所有PT二次的接地點(diǎn)均為B相，而且開(kāi)口三角的一端與B相連接接地。3月5日的甲PT一次保險(xiǎn)故障，造成甲PT開(kāi)口三角出現(xiàn)零序電壓。定子接地保護(hù)動(dòng)作。由于所有PT二次的開(kāi)口三角均有一端接地，甲PT開(kāi)口三角出現(xiàn)零序電壓，使“B600”的電位發(fā)生變化，特別是從PT端子箱至發(fā)變組保護(hù)屏“B600”用的是同一根電纜芯，使得匝間保護(hù)也感受到零序電壓的變化，當(dāng)這個(gè)變化的零序電壓幅值超過(guò)定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。第一次故障時(shí)，錄波圖上B相電壓的變化也可以說(shuō)明這一點(diǎn)。

四、整改措施