智能电力系统故障录波仪浅析

随着经济的发展，电力系统在企业和人民日常生活中扮演者着重要的角色。它的安全稳定运行关系到许多行业的开展。然而在实际生活中，电力系统可能发生这样或那样的故障，给用户带来了巨大的损失。为确保电力系统的稳定运行，故障录波仪可以清楚而自动地记录电力系统发生故障前后的电气量（如电压、电流、频率等）和非电气量变化的全过程。电气工作人员通过故障录波仪的波形显示可以准确迅速地判断故障发生的地点、类型、故障的严重程度等从而缩短处理故障的时间，迅速恢复供电，减少用户的损失。本文就故障录波仪在电力系统中的应用做简要阐述。

1故障录波仪的运行条件与主要参数

1.1故障录波仪的运行条件

故障录波仪的主要部分是录波器。根据录波原理的不同，可以分为光电式录波器、采用计算机技术的便携式录波器、基于单片机的智能电力系统故障录波仪。其中基于单片机的智能电力系统故障录波仪应用较为广泛。下面就型号为DRL600/WFBL-1的故障录波仪的软、硬件做简要介绍。该故障录波仪能使用于任何型式的电力系统设备或接线方式，包含发电机、变压器设备、单元接线、3/2接线、双母线及其它复杂系统。硬件由录波装置前置面板、录波CPU插件、采集插件、信号插件、监控管理CPU插件等元器件组成。故障录波在线监控软件是WaveRecordBackgroundOnlineSystem。它运行于Windows2000或WindowsXP操作系统下。电气工作人员通过安装调试该软件对电力系统进行实时监控。安装后双击桌面上的快捷方式或选择【开始】->【程序】->【WaveRecordBackgroundOnlineSystem】->【ViewStar】均可直接运行故障录波在线监控软件。

1.2故障录波器的主要参数

故障录波器的品质高低是由故障录波器的主要参数决定的。

第一：采样速率。采样速率的快慢很大程度地决定了故障录波器的品质。当电力系统发生短路故障时，强大的短路电流会引起高次谐波。如果故障录波器的采样速率过低，将不能记录高次谐波，这必将影响电气工作人员对故障的判断。因此，电力行业标准规定，采样速率不低于5KHZ。

第二：最大故障电流记录能力。同一电力系统在不同的运行方式、不同的故障类型和不同短路点下，最大故障电流是不同的。最大短路电流可由数千安至数百千安。因此，最大故障电流记录能力越大，记录的故障波形越完整越精确。

第三：录波记录时间。故障录波器是有一定内存，当没有故障发生，下三个（具体周期数可以设定，一般为三)个周期的的参数会将这个周期的参数覆盖。如果一旦发生故障，异常参数会触发保护的录波功能，会将故障前三个周期的参数（电压电流功率等）以及故障后数个周期内的参数记录下来。录波记录时间的越长故障录波器的品质越高，电气工作人员分析故障越有利。

2故障录波仪在电力系统中的应用

电力系统根据中性点接地与否分为中性点不接地系统和中性点接地系统。电力系统正常运行时，相与相之间和在中性点接地系统中的相与地之间都是通过负荷连接的。当电力系统发生短路故障时，系统的总阻抗减少，短路点电流增大，电压降低。电气工作人员可以通过复杂的潮流计算和向量图分析得出短路电流的大小，不仅费时费力，而且理论值和实际值相差较大。这对于电气工作人员处理电力系统故障产生不良的影响。为简单方便，引入监控和记录电力系统信息的故障录波仪。

故障录波仪是在电力系统发生故障（如短路、断相）或振荡时自动准确地记录故障发生前后电气量及非电气量变化的全过程的主要仪器。它将记录的数据存储发送至主站，通过分析软件对波形分析处理，从而使工作人员对故障做出正确判断。在使用故障录波仪前，电力系统发生短路故障时，电气工作人员根据电力系统及其保护装置的广泛知识和继电保护等信息来判断故障的元件位置（区域）、故障类型和故障程度，这样较为复杂。使用故障录波仪后，通过A、B、C三相电流和零序电流波形变化和常见故障类型的特点就可以轻松地判断。比如单相接地短路故障，故障录波波形图的特点是：

（1）一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流，零序电压；

（2）电流增大，电压降低为同一相别；

（3）零序电流相位与故障相电流同相，零序电压相位与故障相电压反相。如果故障录波波形图符合以上三条，很简单地判断了故障类型为单相接地，且接地相是电流增大的那一相，电流越大故障越严重。这样，为电气人员处理故障提供了方便。所以，电气工作人员必须熟练掌握电力系统故障（各种短路、断相故障等）的波形图。

3结束语

综上所述，本文就基于单片机的智能电力系统故障录波仪做了简要分析，希望对广大电气工作人员有所裨益。然而电力系统故障分析是一个新型课题，广大工程技术人员在工作的过程中，应不断地学习新知识、新技能确保电力系统的安全稳定运行。

作者：刁凤新 辛洋 刘会斌 郝歌