故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護動作特性分析

莫彥寧

摘 要：故障錄波數(shù)據(jù)的機電保護動作特性系統(tǒng)其中包含錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理、電網(wǎng)故障輔助分析、故障波形再現(xiàn)及分析以及繼電保護動作行為分析這四個方面。文章主要綜述了這四個方面的特點，然后分別敘述了這四個方面的內(nèi)容和特性，希望能夠為具體故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護動作特性分析研究提供有效的理論指導。

關鍵詞：故障；錄波；數(shù)據(jù)；機電保護；特性

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0082-02

故障錄波器在系統(tǒng)工作發(fā)生故障和震蕩等情況時，能夠自動對故障整個過程的電壓電流等電氣量方面的繼電保護動作進行記錄。故障錄波器能夠有效地為故障原因、以及檢驗方面提供相應的數(shù)據(jù)來源。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構

故障錄波數(shù)據(jù)的機電保護動作特性分析研究，要以故障的數(shù)據(jù)輸入和分析為基礎，再利用不同的裝置的工作原理，利用計算機開相應的程序來模擬裝置的動作過程，可以得到明確而又直觀的分析結(jié)果。故障錄波數(shù)據(jù)的機電保護動作軟件可以對目前存在的繼電保護動作的不足進行彌補，是繼電保護動作特性分析的實用性較高的工作工具，這能夠進一步提升對繼電保護的質(zhì)量、水平以及效率。

故障錄波數(shù)據(jù)的機電保護動作特性系統(tǒng)其中包含錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理、電網(wǎng)故障輔助分析、故障波形再現(xiàn)及分析以及繼電保護動作行為分析這四個方面。錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理中負責的主要是故障錄波文件中數(shù)據(jù)信息的提取和分析并進行相應的格式轉(zhuǎn)換；電網(wǎng)故障輔助分析主要是讓其能夠不受時間限制地完成電參量數(shù)據(jù)的分析以及矢量、序分量、諧波等分析。電網(wǎng)故障分析還能夠?qū)崿F(xiàn)自動辨識、故障距離的測量等，這些方面的測量都能夠提供輔助工具；故障波形再現(xiàn)及分析的任務就是對故障波形進行的再次回放、縮放以及打印等處理，能夠為使用的客戶提供一個平面分析和完整觀測的界面；繼電保護動作行為分析它的裝置中包含著保護變電站的裝置配置，其中包含著實現(xiàn)線路、母線以及變壓器等保護變電站的特性功能。繼電保護分析系統(tǒng)的結(jié)構關系分化如圖1所示。

2 基于故障錄波的錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理分析

錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理是繼電保護分析系統(tǒng)中的重要的一個組成部分，它是能夠?qū)崿F(xiàn)其它三大模塊的基礎，錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及文件管理中包含著錄播文件管理和錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換這兩個功能部分。

2.1 錄波數(shù)據(jù)文件及格式

2.1.1 頭文件

頭文件的使用是為了幫助這項工具的使用者來更好地了解文件的數(shù)據(jù)和有關的信息內(nèi)容，這種數(shù)據(jù)的文件會采用ASCⅡ的文本文件，通過文字處理編輯而成，對故障錄波的情況起到了說明的輔助作用。

2.1.2 配置文件

配置文件是為了更加具體地對故障錄波的數(shù)據(jù)進行說明，它可以通過文字處理編輯生成，同時還可以讓計算機程序生成的ASCⅡ的文本文件。在配置文件中，它會進行到的工作是對計算機程序中的數(shù)據(jù)進行一部分的分離，從而劃分出重要的信息，這個功能可以讓程序編排中的讀取程序更加便捷，例如配置文件中能夠進行格式的固定，這樣就省去計算機編排工作中繁雜的程序。配置文件的字符會有許多行，可以在每個字段后面用逗號來分開，字段可以有空白但是逗號不能省，回車和換行作為每一行的結(jié)尾。

2.1.3 數(shù)據(jù)文件

數(shù)據(jù)文件是根據(jù)數(shù)據(jù)采取時間的先后來對每個裝置的模擬通道進行數(shù)據(jù)的記錄。數(shù)據(jù)的記錄文件有兩種格式，一種是通過文本編輯的格式來記錄，另一種就是通過二進制的方式。在文本編輯格式中要使用逗號來把每個數(shù)據(jù)進行隔離。在二進制的方式可以用連續(xù)記錄的方式，不需要用分隔符來分離。

2.1.4 信息文件

信息文件是由使用者自己創(chuàng)造的，它主要是對其他額外的信息進行記錄，是一種可用可不用的文件。

2.2 錄波文件的管理

能夠?qū)︿洸〝?shù)據(jù)進行合理有效的管理是提高故障錄波數(shù)據(jù)分析的有效舉措，錄波數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換包含了文件的儲存、刪除、讀取以及添加等功能，有效地實現(xiàn)了文件管理模塊的各個功能。

錄波器應該有一個專門的錄波器的文件夾，按照時間劃分來錄入文件的名稱，這就能夠避免與其他錄波文件夾重疊或者混淆，并讓同一批次同一時間放在一個錄波器的文件夾。

3 基于故障錄波的故障波形再現(xiàn)及分析

錄波文件中的錄波數(shù)據(jù)數(shù)以萬計，工作人員對這些數(shù)據(jù)進行分析的時候，很可能因為數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)太過龐大而在分析上遇到困境，從而導致分析的質(zhì)量不高、分析速度過慢且容易出現(xiàn)誤差的情況。在故障波形分析中可以根據(jù)錄波文件的故障數(shù)據(jù)來制作成為波形圖，通過波形圖可以直接全面地對整個故障的電氣量進行了解，充分觀測三相電壓和電流的波形以及開關的動作，這樣可以大大降低故障分析的難度，并能夠有效地提高故障分析的效率。

故障分析中的波形再現(xiàn)分析其中包含著對波形的隱藏、瀏覽、標注、縮放、取反和組合等測定和分析功能。故障波形錄取再現(xiàn)的方式分析能夠有效地對電氣量和開關的動作情況進行再現(xiàn)，這可以有效地為故障波形的數(shù)據(jù)分析提供相應的理論依據(jù)。它的模塊功能具體如下：

①可以對時間坐標進行無級別縮放，在通道里的所有幅值坐標也可以單獨地進行無級別縮放。

②可以使用游標的功能來進行數(shù)據(jù)的游標、拖動、隱藏，同時可以用游標的功能對波形進行測量、尋找高峰點以及對波形的沖突點進行查找，這些都可以通過游標功能實現(xiàn)，游標功能還支持雙游標的功能使用。

③故障分析的再現(xiàn)還能夠?qū)νǖ肋M行增加、刪除、隱藏，以及數(shù)據(jù)信息顏色的變換等設置。

④可以通過四則運算來對虛擬通道增加，可以增加到分析界面中，這是對波形的一種操作方式。

⑤具有保存功能和打印的功能，通過錄波數(shù)據(jù)的再現(xiàn)的過程，可以將這些數(shù)據(jù)進行文檔的儲存，也可以進行數(shù)據(jù)的打印，可以使用位圖的格式進行保存。

4 基于故障錄波的繼電保護動作行為

繼電保護動作行為是故障錄波數(shù)據(jù)動作的重要組成部分，它的存在對電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有著重要的影響。在進行故障分析的時候，要加強對故障波形的分析和參數(shù)的分析，從而能夠滿足故障分析的需求。

通過對故障錄波的數(shù)據(jù)進行整理和分析，徹底了解和掌握工作運行的狀態(tài)，能夠為電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)中的故障分析以及動作行為的安全提供有效的數(shù)據(jù)研究基礎，成為相應的科學依據(jù)。

具體可以通過浪涌識別算法，來對電力系統(tǒng)中的信號和波形進行識別，了解其中的信號信息并可以采用形態(tài)學濾波對有干擾的信號進行適當?shù)倪^濾。分析數(shù)據(jù)時可以采用最小二乘算法以及均值補償法，這樣就可以避免錄波器因為硬件等因素造成的誤差影響，能夠及時發(fā)現(xiàn)和調(diào)整。在算法上可以使用微分方程來改進，對抗組進行測量和計算，針對不同線路的工作狀態(tài)來計算不同的電阻數(shù)據(jù)。

這種方式方法能夠有效地實現(xiàn)距離保護特性分析，其計算結(jié)果能夠為阻抗和阻抗繼電動作提供有效的數(shù)據(jù)判斷依據(jù)。

繼電保護動作行為能夠有效實現(xiàn)變電機、變壓器的差動保護特性的分析，利用相應的模塊來分析出發(fā)電機和變壓器間的差動電流、差動保護動作以及制動電流的數(shù)據(jù)。

5 基于故障錄波的電網(wǎng)故障輔助分析

電網(wǎng)的故障輔助分析主要包括對故障發(fā)生的時間間隔、故障的類型以及故障的測量距離進行矢量、序分量以及諧波的分析。

繼電保護裝置的運行主要是依靠故障后的數(shù)據(jù)進行相應的系統(tǒng)分析，進而來判斷是否讓裝置繼續(xù)動作。針對故障中存在的電氣量變化，利用繼電保護的算法啟動從而可以準確地判斷出故障發(fā)生的時間間隔、故障的類型以及故障的測量距離。具體對算法如圖2所示。

6 結(jié) 語

繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中具有重要作用，保護裝置能否正確動作對繼電保護系統(tǒng)工作也具有重要影響。對故障錄波數(shù)據(jù)系統(tǒng)的充分利用從而深化對繼電保護動作特性的分析，能夠彌補目前故障錄波分析軟件在分析評判繼電保護動作行為方面的不足，有利于進一步提高繼電保護裝置的正確動作率和運行水平。

參考文獻：

[1]周興軍，駱健，丁網(wǎng)林.國內(nèi)外故障錄波器的現(xiàn)狀分析和比較[J].大壩與安全，2003，（6）.

[2]趙自剛，趙春雷.國產(chǎn)故障錄波器現(xiàn)狀分析及新型錄波器展望[J].電網(wǎng)技術，1999，（2）.

[3]束洪春，楊家興，楊強.比利時BEN5000故障錄波器在漫灣電廠的應用[J].電工技術，2000，（12）.

[4]文超.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學，2012.

[5]秦倩.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護動作特性分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學，2013.

4 基于故障錄波的繼電保護動作行為

繼電保護動作行為是故障錄波數(shù)據(jù)動作的重要組成部分，它的存在對電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有著重要的影響。在進行故障分析的時候，要加強對故障波形的分析和參數(shù)的分析，從而能夠滿足故障分析的需求。

通過對故障錄波的數(shù)據(jù)進行整理和分析，徹底了解和掌握工作運行的狀態(tài)，能夠為電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)中的故障分析以及動作行為的安全提供有效的數(shù)據(jù)研究基礎，成為相應的科學依據(jù)。

具體可以通過浪涌識別算法，來對電力系統(tǒng)中的信號和波形進行識別，了解其中的信號信息并可以采用形態(tài)學濾波對有干擾的信號進行適當?shù)倪^濾。分析數(shù)據(jù)時可以采用最小二乘算法以及均值補償法，這樣就可以避免錄波器因為硬件等因素造成的誤差影響，能夠及時發(fā)現(xiàn)和調(diào)整。在算法上可以使用微分方程來改進，對抗組進行測量和計算，針對不同線路的工作狀態(tài)來計算不同的電阻數(shù)據(jù)。

這種方式方法能夠有效地實現(xiàn)距離保護特性分析，其計算結(jié)果能夠為阻抗和阻抗繼電動作提供有效的數(shù)據(jù)判斷依據(jù)。

繼電保護動作行為能夠有效實現(xiàn)變電機、變壓器的差動保護特性的分析，利用相應的模塊來分析出發(fā)電機和變壓器間的差動電流、差動保護動作以及制動電流的數(shù)據(jù)。

5 基于故障錄波的電網(wǎng)故障輔助分析

電網(wǎng)的故障輔助分析主要包括對故障發(fā)生的時間間隔、故障的類型以及故障的測量距離進行矢量、序分量以及諧波的分析。

繼電保護裝置的運行主要是依靠故障后的數(shù)據(jù)進行相應的系統(tǒng)分析，進而來判斷是否讓裝置繼續(xù)動作。針對故障中存在的電氣量變化，利用繼電保護的算法啟動從而可以準確地判斷出故障發(fā)生的時間間隔、故障的類型以及故障的測量距離。具體對算法如圖2所示。

6 結(jié) 語

繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中具有重要作用，保護裝置能否正確動作對繼電保護系統(tǒng)工作也具有重要影響。對故障錄波數(shù)據(jù)系統(tǒng)的充分利用從而深化對繼電保護動作特性的分析，能夠彌補目前故障錄波分析軟件在分析評判繼電保護動作行為方面的不足，有利于進一步提高繼電保護裝置的正確動作率和運行水平。

參考文獻：

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[3]束洪春，楊家興，楊強.比利時BEN5000故障錄波器在漫灣電廠的應用[J].電工技術，2000，（12）.

[4]文超.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學，2012.

[5]秦倩.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護動作特性分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學，2013.

4 基于故障錄波的繼電保護動作行為

繼電保護動作行為是故障錄波數(shù)據(jù)動作的重要組成部分，它的存在對電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有著重要的影響。在進行故障分析的時候，要加強對故障波形的分析和參數(shù)的分析，從而能夠滿足故障分析的需求。

通過對故障錄波的數(shù)據(jù)進行整理和分析，徹底了解和掌握工作運行的狀態(tài)，能夠為電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)中的故障分析以及動作行為的安全提供有效的數(shù)據(jù)研究基礎，成為相應的科學依據(jù)。

具體可以通過浪涌識別算法，來對電力系統(tǒng)中的信號和波形進行識別，了解其中的信號信息并可以采用形態(tài)學濾波對有干擾的信號進行適當?shù)倪^濾。分析數(shù)據(jù)時可以采用最小二乘算法以及均值補償法，這樣就可以避免錄波器因為硬件等因素造成的誤差影響，能夠及時發(fā)現(xiàn)和調(diào)整。在算法上可以使用微分方程來改進，對抗組進行測量和計算，針對不同線路的工作狀態(tài)來計算不同的電阻數(shù)據(jù)。

這種方式方法能夠有效地實現(xiàn)距離保護特性分析，其計算結(jié)果能夠為阻抗和阻抗繼電動作提供有效的數(shù)據(jù)判斷依據(jù)。

繼電保護動作行為能夠有效實現(xiàn)變電機、變壓器的差動保護特性的分析，利用相應的模塊來分析出發(fā)電機和變壓器間的差動電流、差動保護動作以及制動電流的數(shù)據(jù)。

5 基于故障錄波的電網(wǎng)故障輔助分析

電網(wǎng)的故障輔助分析主要包括對故障發(fā)生的時間間隔、故障的類型以及故障的測量距離進行矢量、序分量以及諧波的分析。

繼電保護裝置的運行主要是依靠故障后的數(shù)據(jù)進行相應的系統(tǒng)分析，進而來判斷是否讓裝置繼續(xù)動作。針對故障中存在的電氣量變化，利用繼電保護的算法啟動從而可以準確地判斷出故障發(fā)生的時間間隔、故障的類型以及故障的測量距離。具體對算法如圖2所示。

6 結(jié) 語

繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中具有重要作用，保護裝置能否正確動作對繼電保護系統(tǒng)工作也具有重要影響。對故障錄波數(shù)據(jù)系統(tǒng)的充分利用從而深化對繼電保護動作特性的分析，能夠彌補目前故障錄波分析軟件在分析評判繼電保護動作行為方面的不足，有利于進一步提高繼電保護裝置的正確動作率和運行水平。

參考文獻：

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[2]趙自剛，趙春雷.國產(chǎn)故障錄波器現(xiàn)狀分析及新型錄波器展望[J].電網(wǎng)技術，1999，（2）.

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[4]文超.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學，2012.

[5]秦倩.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護動作特性分析系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學，2013.