保护动作报告及故障录波图的识别课件.pptx
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1、保护动作报告及故障录波图的识别保护动作报告及故障录波图的识别 佛山供电局系统运行部黄国平 制 2015年10月课程开发者介绍课程开发者介绍课程开发者:黄国平工作单位:佛山供电局职称:高级工程师、高级技师 专家级别:一级邮箱:课程基本信息课程基本信息课程名称保护动作录波图识别课程编码课程类别A类适用序列变电技能序列适用班组继保、运行授课方式演示法,讲授法授课时长45.0考核方式现场实操,笔试认证时间课程开发专家黄国平课程评审专家课程目标课程目标学习故障录波图识别基本知识、判断录波图数据是否合理。任务目标任务目标1 12 2阐述故障录波图识别方法,分析录波图数据及判断故障的实例。知识目标知识目标引
2、题引题 电力系统中电力线路发生的故障类型有多种,如单相接地故障、两相接地故障、两相或三相短路故障等等。另外还断线故障、相继故障。其中单相接地故障发生概率最高。一一、线路故障保护动作录波图分析基础、线路故障保护动作录波图分析基础二二、母线故障保护动作录波图分析基础、母线故障保护动作录波图分析基础三三、主变故障保护动作录波图分析基础、主变故障保护动作录波图分析基础目录目录四四、CTCT饱和波形及变压器励磁涌流分析基础饱和波形及变压器励磁涌流分析基础一一、线路故障保护动作录波图分析基础、线路故障保护动作录波图分析基础二二、母线故障保护动作录波图分析基础、母线故障保护动作录波图分析基础三三、主变故障保
3、护动作录波图分析基础、主变故障保护动作录波图分析基础目录目录四四、CTCT饱和波形及变压器励磁涌流分析基础饱和波形及变压器励磁涌流分析基础一、线路故障保护动作录波图分析基础一、线路故障保护动作录波图分析基础 依据线路发生故障后录波图录得的信息、事件时间、电流、电压的幅值及相位,判断故障性质。某110kV线路区内单相接地故障,如图1-1所示,该110kV线路保护配置了RCS-941B保护装置,该保护装置配置有全线速动的纵联距离、纵联零序方向主保护及完善的距离保护、零序方向后备保护。图1-1 110kV线路区内单相接地故障示意图 区内单相接地故障录波图如图1-2所示10以某110kV线路区内单相接
4、地故障录波图为例,识别线路故障发生后的信息、事件时间、电流、电压的幅值及相位、故障性质。图1-2 区内单相接地故障录波图(1 1)故障分析简报)故障分析简报 测距、故障相别、故障相电流和零序电流。如图中,测距2kM、故障相别为B相、故障相电流有效值和零序电流有效值均为5A。变电站及线路名称、装置地址。如图中,变电站为龙华站、线路名为XXXXXX线,编号为11201120、装置地址为009009、管理序号0004036900040369、打印时间:10-05-19 14:3110-05-19 14:31 故障发生时保护的动作元件序号、启动绝对时间和动作相对时间、动作相 别、动作元件以及序号。如图
5、中,故障 发生的动作序号为017017;启动绝对时间为2010-05-15 19:56:01:1642010-05-15 19:56:01:164(20102010年5 5月1515日1919时5656分0101秒164164毫秒);各保护元件动作相对时间(即以保护启动时绝对时间为基准)为:序号0101:纵联零序方向元件在保护启动后15ms15ms动作。序号0202:纵联距离元件在保护启动后23ms23ms动作。序号0303:距离I I段在保护启动后28ms28ms动 作。序号0404:重合闸元件在保护启动后923ms923ms动作。序号0505:距离加速元件在保护启动后1240ms1240m
6、s动作。启动时开入量状态。如图中,高频保护、距离保护、零序保护I段等保护在启动时开入量状态为1,表示相关保护功能压板均投入;跳闸位置状态为0,合闸位置状态为1,表示断路器在合闸位置。启动后变位报告状态。如图中,如保护启动后7ms收信由“0”变为“1”、32ms合闸位置由“1”变为“0”、76ms 跳闸位置由“0”变为“1”、938ms 跳闸位置又由“1”变为“0”、989ms合闸位置又由“0”变为“1”、1108ms收信由“1”变为“0”、1224ms收信由“0”变为“1”、1257ms合闸位置又由“1”变为“0”、1301ms跳闸位置由“0”变为“1”、。(2)故障波形图信息 故障波形图即整
7、个故障过程中的各相电流、电压有效值变化曲线以及开关量的变位情况。制定电流、电压、时间比例尺及单位。如图中,电压标度U为45V/格(瞬 时值)、电流标度I为4A/格(瞬时值)、时间标度T为20ms/格。(2)故障波形图信息 故障波形图通道名称。包括了启动、发信、收信、跳闸、合闸共5个开关量通道及9个模拟量通道,其中I0为零序电流(实际为3I0),U0为零序电压(实际为3U0),IA、IB、IC分别为A、B、C三相电流、UA、UB、UC分别为母线A、B、C三相电压,UX为线路抽取电压。(2)故障波形图信息 -时间纵坐标。如图所示,录波图中均以故障发生保护启动时刻为0ms计时,后续保护动作时间均是相
8、对于启动时刻的时间,如T=-40 ms表示保护从启动前40ms开始记录数据(即前两个周波),每格为40ms。(2)故障波形图信息 发信:大约在保护启动23ms后发信,持续1074ms消失,1220ms(1140+80)合闸于故障时再次发信。启动:B相模拟通道采集到故障电流时,保护在0ms 时启动。(2)故障波形图信息 1、收信:大约在发信后45ms后保护收到对侧信号。保护此时判断为正方向区内故障(相对于本站母线)1108ms消失,1224ms(1140+84)合闸于区内故障时再次收信。2、跳闸:保护判断为正方向区内故障后15ms 动作出口跳断路器,持续105ms(120-15)跳闸脉冲消失;1
9、240ms(1140+100)合闸于区内故障保护再次动作跳开断路器。3、合闸:当保护动作出口跳断路器后,在923ms重合闸动作,持续151ms合闸脉冲消失。(1074-923=151ms)(2)故障波形图信息 因发生B相接地故障,出现零序电流、电压分量直到故障被切除,持续约60ms;1200ms合闸于区内B相故障时,再次出现零序电流、电压分量,持续约60ms。因发生B相接地故障,0ms启动时B通道上有故障电流存在,持续60ms消失;1200ms合闸于区内B相故障时,通道上又有故障电 流存在,持续60ms消失。(2)故障波形图信息 A、C相电流模拟通道IA、IC。基本为负荷电流,无故障电流存在。
10、A、C相电压模拟通道UA、UC。A、C电压在故障前后无变化。因发生B相接地故障,故障期间B相电压明显降低;1200ms合闸于区内B相故障时,B相电压又明显降低(2)故障波形图信息 根据故障波形图分析得知:第一个阶段B相采集到故障电流,15ms后保护动作跳开断路器以隔离故障,923ms时重合动作将断路器合上;第二个阶段系统电流、电压恢复正常后持续126 ms左右(1200-1074);第三个阶段在1200ms合闸于区内B相故障,40ms后保护动作再次跳开断路器且不再重合(保护动作复归后充电还需要1015秒)。(3)故障波形图中读取准确事件时间 保护装置根据开关量变位时刻给出了各事件发生的时间,有
11、时并不十分准确:如断路器跳开或合上时间,一般取决于断路器辅助触点动作时间,但断路器辅助触点与主触头并不精确同步,会有一定时差。因此需要从波形图中直接读取各事件的相对时间,通常以电流或电压波形变化比较明显的时刻为基准,读取各事件发生的相对时间。因为电流变大和电压变小时刻可较准确判断为故障已发生;故障电流消失和电压恢复正常的时刻可判断为故障已切除。(3)故障波形图中读取准确事件时间 A段-故障持续时间:故障持续时间为从电流变大、电压降低开始到故障电流消失、电压恢复正常的时间,故障持续时间为60ms。B段-保护动作时间:保护动作时间是从故障开始到保护出口的时间,即从电流变大、电压开始降低,到保护跳闸
12、继电器动作的时 间,保护动作最快时间为15ms。C段-断路器跳闸时间:断路器跳闸时间是从跳闸继电器动作到故障电流消失的时间,断路器跳闸时间为45ms。(3)故障波形图中读取准确事件时间 D段-保护返回时间:保护返回时间是指故障电流消失时刻到跳闸继电器返回的时间,保护返回时间约为30ms。E段-重合闸动作时间:重合闸动作时间是从故障消失开始计时到发出重合命令的时间,图中重合闸动作时间为862ms(922-60)。F段-断路器合闸时间:断路器合闸时间是从重合闸继电器动作到断路器合闸成功,出现负荷电流的时间,断路器合闸时间为218ms(1140-922)。(3)故障波形图中读取准确事件时间 将110
13、kV线路区内单相接地故障事件时间汇集在时间轴上(4)故障波形中电流、电压的幅值读取 根据故障波形图,可计算出故障期间电流、电压的幅值。如图所示。B相故障,B相电流大幅增加,非故障A、C相电流在故障前后基本不变;B相电压明显降低,非故障A、C相电压相位基本没有变化。零序电流、电压增大。(4)故障波形中电流、电压的幅值读取故障电流计算方法:先找出IB通道上的故障电流波形两边的最高波峰在刻度标尺上的位置,计算在标尺截取格数除以2,再乘以电流标尺4.0A/格,最后除以 就得到二次电流有效值,再乘以该间隔的TA变比,即得到一次电流有效值。假设本间隔TA变比为1200/1,则B相短路的一次电流:IkB=(
14、总格*电流标度I)/(2*)变比=(3.84)/(2*)*1200/1=6450(A)零序电流的计算方法与IkB相同,需要说明的是实际计算出的是3I0。(4)故障波形中电流、电压的幅值读取故障电压计算方法:先找出IB通道上的故障电压波形两边的最低波峰在刻度标尺上的位置,计算在标尺截取格数除以2,再乘以电压标尺45V/格,最后除以 就得到二次电压有效值,再乘以该间隔的母线PT变比,即得到一次电压有效值。假设本间隔母线PT变比为1100/1,则B相短路的一次电压:UkB=(总格*电压标度U)/(2*)变比=(245)/(2*)*1100/1=35(kV),故障时电压降计算U=110-35=75(k
15、V),零序电压的计算方法与UkB相同,需要说明的是实际计算出的是3U0。(5)故障波形图中电流、电压相位的读取区内单相接地故障电流、电压相位如图所示。图中以故障出现时的电压、电流波形过零点的时间差来测量故障相电压、相电流及零序电压、零序电流的相位,判断保护是否正确动作。(5)故障波形图中电流、电压相位的读取 以电压为参考,若电流过零时间滞后于电压过零时间,若波形不在同一侧,则电流滞后电压;若波形在同一侧,则电流超前电压。如图中的B相电流过零点滞后B相电压过零点约4ms,且波形不在同一侧,相当于B相电流滞后B相电压约184=72,由此可以判断故障发生在正方向(相对于本站母线),且金属性接地故障。
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