劉 堅(jiān)（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司湘潭供電分公司，湖南湘潭411100）

故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析

劉 堅(jiān)（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司湘潭供電分公司，湖南湘潭411100）

繼電保護(hù)的保護(hù)原理能夠直接決定其實(shí)際動(dòng)作以及保護(hù)裝置中的技術(shù)，對(duì)于繼電保護(hù)動(dòng)作特性，需要結(jié)合具體的故障情況進(jìn)行分析。本文首先介紹了繼電保護(hù)動(dòng)作特性系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，然后對(duì)故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)例對(duì)故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性進(jìn)行了詳細(xì)探究。

電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)動(dòng)作特性；故障錄波數(shù)據(jù)

1 引言

以往繼電保護(hù)特性分析一般采用微機(jī)故障錄波裝置，通過微機(jī)故障錄波裝置，能夠?qū)收想姎饬孔兓闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，從而為繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析提供重要依據(jù)。但是，現(xiàn)如今，該裝置在檢測(cè)方法、故障分析精度等多個(gè)方面都已經(jīng)很難適應(yīng)實(shí)際保護(hù)分析需要。因此，對(duì)故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性進(jìn)行詳細(xì)分析具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 繼電保護(hù)動(dòng)作特性系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)特性系統(tǒng)是由很多內(nèi)容所組成的，包括錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、錄波數(shù)據(jù)、故障輔助分析、故障波形分析、繼電保護(hù)動(dòng)作分析等等。其中，錄波數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的主要作用是對(duì)數(shù)據(jù)信息格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換；故障輔助分析的主要作用是保證在對(duì)電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，能夠避免受到時(shí)間因素限制；通過電網(wǎng)故障分析功能，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障問題的自動(dòng)辨識(shí)，對(duì)故障距離進(jìn)行測(cè)試等等；故障波形分析功能的主要作用是對(duì)故障波形進(jìn)行縮放或者打印處理，從而為用戶提供完整的、全面的處理界面；最后，繼電保護(hù)動(dòng)作分析裝置中，主要包括保護(hù)變電站的裝置配置，比如母線、變壓器、其他線路等等。

3 故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性分析

3.1 基于故障錄波的故障波形再現(xiàn)及分析

①采用無(wú)級(jí)別縮放方式對(duì)故障波形圖的時(shí)間坐標(biāo)進(jìn)行處理，這樣能夠?qū)⒏嗟墓收箱洸〝?shù)據(jù)顯示在故障波形圖中，從而提高故障波形圖的準(zhǔn)確性。②在對(duì)故障波形圖進(jìn)行處理時(shí)，可以使用游標(biāo)功能，通過游標(biāo)功能，能夠及時(shí)找出故障波形圖的高峰點(diǎn)和沖突點(diǎn)，從而提升對(duì)于故障波形圖的分析水平。③對(duì)于再現(xiàn)故障波形圖，可以對(duì)故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)增加或者刪減，使得故障波數(shù)據(jù)能夠更加緊密的相結(jié)合，提高數(shù)據(jù)分析水平。④對(duì)于虛擬通道所增加的數(shù)據(jù)，可以采用四則運(yùn)算方法進(jìn)行計(jì)算，從而為波形操作創(chuàng)造條件。⑤在對(duì)故障進(jìn)行分析處理時(shí)，可以充分發(fā)揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保存和打印能力，對(duì)重要數(shù)據(jù)存檔。

3.2 給予故障錄波的繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析

在故障錄波數(shù)據(jù)動(dòng)作中，繼電保護(hù)動(dòng)作行為是至關(guān)重要的組成部分，繼電保護(hù)動(dòng)作行為能夠有效提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行能力。因此，在對(duì)故障錄波的繼電保護(hù)動(dòng)作行為進(jìn)行詳細(xì)分析過程中，必須加強(qiáng)對(duì)于波形參數(shù)的分析。具體而言，首先需要選定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下的波形作為標(biāo)準(zhǔn)，然后采用浪涌識(shí)別算法進(jìn)行計(jì)算，并識(shí)別出故障波形以及信號(hào)；對(duì)于故障波形中的干擾信號(hào)，可以采用形態(tài)學(xué)濾波法進(jìn)行過濾，然后再對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，最終能夠得到電阻數(shù)值。由于通過繼電保護(hù)動(dòng)作行為，能夠有效優(yōu)化電力系統(tǒng)中變電設(shè)備以及變壓器的差動(dòng)保護(hù)特性，因此，對(duì)于繼電保護(hù)動(dòng)作行為，可以采用電阻數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)的分析。

3.3 基于故障錄波的電網(wǎng)故障輔助分析

當(dāng)發(fā)生故障問題或，會(huì)產(chǎn)生故障數(shù)據(jù)，繼電保護(hù)裝置可以對(duì)這類故障數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，然后再確定繼電保護(hù)裝置是否需要繼續(xù)動(dòng)作。為了能夠更加準(zhǔn)確的分析電網(wǎng)故障輔助實(shí)際情況，可以應(yīng)用繼電保護(hù)算法對(duì)故障問題時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)算，然后分析電網(wǎng)故障輔助，最后確定故障問題類型。

4 故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)動(dòng)作特性實(shí)例分析

某電廠110kV變電站采用單回線路接入的方式，接入220kV變電站，從而有效實(shí)現(xiàn)了與主電網(wǎng)的并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)電力線路所經(jīng)地區(qū)地勢(shì)條件比較復(fù)雜，因此，線路故障發(fā)生幾率比較大，一旦發(fā)生故障問題，容易造成嚴(yán)重的負(fù)荷損失問題。對(duì)此，可以將另一線路T接入110kV變電站，通過實(shí)現(xiàn)雙回并列運(yùn)行的方式，能夠有效降低電力線路故障發(fā)生幾率。但是，該并聯(lián)線路在運(yùn)行1年左右，單回線路就出現(xiàn)故障問題，兩條回路相繼出現(xiàn)跳閘問題，因此，需要對(duì)故障錄波進(jìn)行深入分析，并提出有效的處理對(duì)策。

4.1 線路故障分析

4.1.1 故障前系統(tǒng)接線

故障前系統(tǒng)接線如圖1所示。

圖1 故障前系統(tǒng)接線

4.1.2 跳閘經(jīng)過

晚上22時(shí)左右，并網(wǎng)Ⅱ線靠110kV變電站側(cè)的2～3號(hào)桿架空地線受到雪壓影響，B相導(dǎo)線對(duì)架空地線放電，并網(wǎng)Ⅱ線B2零序Ⅰ段動(dòng)作跳閘，與此同時(shí)，并網(wǎng)Ⅰ線A2零序Ⅱ段相繼動(dòng)作跳閘，并網(wǎng)Ⅱ線B1零序Ⅱ段動(dòng)作跳閘。

4.2 錄波記錄與保護(hù)動(dòng)作行為分析并網(wǎng)I線

在220kV變電站裝有故障錄波裝置，得到故障時(shí)B1和510回路的電流記錄，如圖2。

圖2 電流錄波記錄

4.2.1 故障性質(zhì)分析

B1和510回路故障時(shí)同時(shí)出現(xiàn)B相電流增大，零序電流增大，反映故障性質(zhì)為B相接地短路故障。

4.2.2 故障時(shí)序分析

B1和 510回路故障電流持續(xù)時(shí)間均為 3個(gè)階段：0～80ms，B1回路電流小于510回路，80～1145ms，B1回路電流略大于510回路，1145～1548ms，B1回路電流與510回路電流最為接近。

4.2.3 故障電流量化分析

移動(dòng)光標(biāo)讀取B1和510回路I0各時(shí)段有效值，如表1。

表1 故障電流各階段分析

從B1回路I0持續(xù)時(shí)間和有效值可以看出，達(dá)到了B1零序Ⅱ段整定值：

14.475 A＞5A；1.548s＞1.5s；

在時(shí)段2，B1回路零序電流為510與A2共同提供：

即：A2=B1-510

A2=20.7-17.07×（20.1/19.2）→（第3時(shí)段510與B1零序回路電流相等）；

A2=20.7-17.87→（將510回路零序電流折算至B1回路，減少計(jì)算誤差）。

A2=2.83

持續(xù)時(shí)間：1145-80=1065s；

從以上計(jì)算結(jié)果可以看出，達(dá)到了A2零序Ⅱ段整定值：2.83A＞2.1A；（大于10%，能夠可靠啟動(dòng)）；

1.065 s＞1.0s；

綜上所述，各側(cè)保護(hù)均按保護(hù)整定值正確動(dòng)作，A2誤動(dòng)原因是零序保護(hù)Ⅱ段電流整定值過小。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在整個(gè)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)裝置發(fā)揮著十分重要的作用，繼電保護(hù)裝置能否正常發(fā)揮作用能夠直接決定系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這就要求對(duì)故障錄波數(shù)據(jù)系統(tǒng)有充分認(rèn)識(shí)，并且對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作特性進(jìn)行詳細(xì)分析，這樣才能夠有效提升繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析水平，保障繼電保護(hù)裝置能夠正常運(yùn)行。

[1]上官帖，李升健，崔金靈，等.一起變壓器故障時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作行為的分析[J].華中電力，2009，22（4）：27～29.

[2]胡衛(wèi)東，王鳳嶺，柏 峰，等.一起500kV接地故障暫態(tài)特征和繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（2）：83～85.

[3]方飛棟，鐘 銳，刁 龍.微機(jī)繼電保護(hù)裝置中故障錄波功能設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（15）：117～120.

TM771

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2095-2066（2016）35-0098-02

2016-11-23

劉 堅(jiān)（1987-），男，工程師，研究生，主要從事變電運(yùn)維工作。