發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波分析系統(tǒng)研究

□萬(wàn)長(zhǎng)鴻

為了分析電力系統(tǒng)故障，快速判定線路故障點(diǎn)的位置，及時(shí)掌握事故中繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況，以及電網(wǎng)中電流、電壓、功率等電氣量的變化情況，在主要發(fā)電廠、220KV 及以上變電所和110KV 重要變電所中應(yīng)裝設(shè)故障錄波裝置或其它類(lèi)型的故障自動(dòng)記錄裝置。故障錄波裝置是監(jiān)控、分析和處理發(fā)電機(jī)變壓器組故障的重要設(shè)備，本文圍繞故障錄波裝置介紹一些相關(guān)知識(shí)。

一、故障錄波裝置的主要作用

（一）能清晰準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)情況，有助于工作人員掌握事故原因，研究解決問(wèn)題的對(duì)策，及時(shí)排除故障。所錄取的故障過(guò)程波形圖，可以正確反映故障類(lèi)型、相別、故障電流和電壓的數(shù)值以及斷路器跳合閘時(shí)間和重合閘是否成功等情況，從而可以分析并確定出事故的原因，研究有效的對(duì)策，為及時(shí)處理事故提供可靠依據(jù)。

（二）根據(jù)所錄取的波形圖，可以正確評(píng)價(jià)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的正確性。

（三）根據(jù)錄波圖中顯示出的零序電流值，可以較為準(zhǔn)確地給出故障地點(diǎn)范圍，便于查找故障點(diǎn)。

（四）從錄波圖可以清楚地反映系統(tǒng)震蕩的發(fā)生、失步、同步震蕩、異步振蕩和再同步全過(guò)程，以及震蕩周期、電流和電壓等參數(shù)，從而為防止系統(tǒng)發(fā)生震蕩提供對(duì)策，為改進(jìn)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提供依據(jù)。

（五）分析錄波圖可以發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置缺陷，發(fā)現(xiàn)一次設(shè)備缺陷，可及時(shí)消除隱患。

（六）借助錄波裝置可實(shí)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)及監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

二、故障錄波裝置的配置

故障錄波裝置的配置應(yīng)考慮如下幾個(gè)要素：

應(yīng)便于分析事故；便于尋找故障點(diǎn)；便于了解系統(tǒng)運(yùn)行情況；便于見(jiàn)識(shí)系統(tǒng)中的主要設(shè)備。

按照上述要求，一般330KV 以上的線路每回裝一套，220KV 線路2～3 回裝一套，重要的110KV 變電所3～4 回裝一套。

三、發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波器的使用

(一）不僅要能夠監(jiān)測(cè)記錄交流電壓、電流信號(hào)，而且還應(yīng)能測(cè)錄勵(lì)磁系統(tǒng)中的直流電壓、電流以及其它非工頻電量。

(二)由于發(fā)電機(jī)變壓器組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工況特殊，其故障錄波裝置必須要經(jīng)過(guò)深思熟慮，綜合考慮各方面因素。

(三) 科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的錄波裝置已經(jīng)不能達(dá)到現(xiàn)代電力系統(tǒng)故障的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，必須根據(jù)實(shí)際情況不斷進(jìn)行改進(jìn)。

(四) 與發(fā)電機(jī)變壓器組配套的安全保護(hù)等輔助設(shè)備非常多，為了能夠精準(zhǔn)地分析故障發(fā)生的原因，必須使其具備全面分析的功能。

四、故障錄波器功能的可靠性和多樣性分析

發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波器有多種功能，其記錄的錄波數(shù)據(jù)的可靠性很關(guān)鍵。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是工程師對(duì)機(jī)組故障進(jìn)行分析的必須條件，數(shù)據(jù)的可靠性將直接影響工程師對(duì)機(jī)組故障的判斷。為適應(yīng)機(jī)組事故分析和保護(hù)與安全自動(dòng)裝置動(dòng)作行為分析的需要，必須配套有專(zhuān)門(mén)功能的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析軟件，以減輕人的工作負(fù)擔(dān)。由于發(fā)電機(jī)變壓器組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其故障原因相對(duì)也比較復(fù)雜,因此，開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)分析軟件時(shí)，除要具有常規(guī)的波形顯示功能外，還必須綜合考慮各方面因素，如:相量分析、序量分析、機(jī)組實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等，使設(shè)備記錄的數(shù)據(jù)信息可以得到更充分的利用。由于機(jī)組的運(yùn)行工況和故障類(lèi)型與性質(zhì)比電網(wǎng)復(fù)雜，同時(shí)，配套了更多的原理各異的安全保護(hù)裝置,因此，必須嚴(yán)格保證其數(shù)據(jù)的完整性。在傳統(tǒng)的錄波數(shù)據(jù)記錄方式中，一般只對(duì)故障暫態(tài)過(guò)程短時(shí)采用采樣值記錄方式,其它時(shí)段輔之以有效值記錄。這種記錄方式存在的主要問(wèn)題是，采樣值記錄時(shí)間短，信息不充分；有效值記錄方式只能反映電氣量的大小，信息很不完整。

目前，最典型的故障錄波器是WDS—2 型數(shù)字式故障錄波器，它是南京自動(dòng)化研究所生產(chǎn)的以微處理機(jī)為核心的故障錄波裝置。其主要特點(diǎn)是：WDS—2 型數(shù)字式故障錄波器全部采用標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)柜結(jié)構(gòu)，每臺(tái)可接32 路模擬量和72 位開(kāi)關(guān)量。除具有傳統(tǒng)的故障錄波功能外，WDS 故障錄波器B 型還提供一臺(tái)計(jì)算機(jī)（即數(shù)據(jù)分析單元DAU），用以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、測(cè)距、波形描繪、數(shù)據(jù)打印等。這種故障錄波器可用于大型發(fā)電機(jī)變壓器組。WDS—2 型數(shù)字式故障錄波器還可以與WBF—2 型數(shù)據(jù)收集分析裝置聯(lián)合使用，一臺(tái)WBF—2 型數(shù)據(jù)收集分析裝置可以和數(shù)臺(tái)WDS—2 型數(shù)字式故障錄波器通信，構(gòu)成一個(gè)多功能、廉價(jià)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)。

五、結(jié)論

由于高壓線路和發(fā)電機(jī)變壓器組在發(fā)生故障的原因、特點(diǎn)上有很大的不同，因此線路故障錄波裝置已經(jīng)不能滿足發(fā)電機(jī)變壓器組的工況監(jiān)測(cè)和故障分析的要求，發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波裝置是根據(jù)機(jī)組的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，能夠更好地滿足使用要求，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。