如何看故障錄波圖
在我們?nèi)粘Ia(chǎn)中經(jīng)常需要通過(guò)錄波圖來(lái)分析電力系統(tǒng)到底發(fā)生了什么樣的故障?保護(hù)裝置的動(dòng)作行為是否正確?二次回路接線是否正確?CT、PT極性是否正確等等問(wèn)題。
接下來(lái)就講一下分析錄波圖的基本方法:
1、當(dāng)我們拿到一張錄波圖后,首先要通過(guò)前面所學(xué)的知識(shí)大致判斷系統(tǒng)發(fā)生了什么故障,故障持續(xù)了多長(zhǎng)時(shí)間。
2、以某一相電壓或電流的過(guò)零點(diǎn)為相位基準(zhǔn),查看故障前電流電壓相位關(guān)系是否正確,是否為正相序?負(fù)荷角為多少度?
3、以故障相電壓或電流的過(guò)零點(diǎn)為相位基準(zhǔn),確定故障態(tài)各相電流電壓的相位關(guān)系。(注意選取相位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)躲開(kāi)故障初始及故障結(jié)束部分,因?yàn)檫@兩個(gè)區(qū)間一是非周期分量較大,二是電壓電流夾角由負(fù)荷角轉(zhuǎn)換為線路阻抗角跳躍較大,容易造成錯(cuò)誤分析)
4、繪制向量圖,進(jìn)行分析。
一、單相接地短路故障錄波圖分析
分析單相接地故障錄波圖要點(diǎn):
1、一相電流增大,一相電壓降低;出現(xiàn)零序電流、零序電壓。
2、電流增大、電壓降低為同一相別。
3、零序電流相位與故障相電流同向,零序電壓與故障相電壓反向。
4、故障相電壓超前故障相電流約80度左右;零序電流超前零序電壓約110度左右。
當(dāng)我們看到符合第1條的一張錄波圖時(shí),基本上可以確定系統(tǒng)發(fā)生了單相接地短路故障;若符合第2條可以確定電壓、電流相別沒(méi)有接錯(cuò);符合第3條、第4條可以確定保護(hù)裝置、二次回路整體均沒(méi)有問(wèn)題(不考慮電壓、電流同時(shí)接錯(cuò)的問(wèn)題,對(duì)于同時(shí)接錯(cuò)的問(wèn)題需要綜合考慮,比如說(shuō)你可以收集同一系統(tǒng)上下級(jí)變電所的錄波圖,對(duì)于同一個(gè)系統(tǒng)故障各個(gè)變電所錄波圖反映的情況應(yīng)該是相同的,那么與其他站反映的故障相別不同的變電站就需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試)。若單相接地短路故障出現(xiàn)不符合上述條件情況,那么需要仔細(xì)分析,查找二次回路是否存在問(wèn)題。
這里需要特別說(shuō)明一下南瑞公司的900系列線路保護(hù)裝置,該系列保護(hù)在計(jì)算零序保護(hù)時(shí)加入了一個(gè)78度的補(bǔ)償阻抗,其錄波圖上反映的是零序電流超前零序電壓180度左右。
對(duì)于分析錄波圖,第4條是非常重要的,對(duì)于單相故障,故障相電壓超前故障相電流約80度左右;對(duì)于多相故障,則是故障相間電壓超前故障相間電流約80度左右;“80度左右”的概念實(shí)際上就是短路阻抗角,也即線路阻抗角。
二、兩相短路故障錄波圖分析
分析兩相短路故障錄波圖要點(diǎn):
1、兩相電流增大,兩相電壓降低;沒(méi)有零序電流、零序電壓。
2、電流增大、電壓降低為相同兩個(gè)相別。
3、兩個(gè)故障相電流基本反向。
4、故障相間電壓超前故障相間電流約80度左右。
若兩相短路故障出現(xiàn)不符合上述條件情況,那么需要仔細(xì)分析,查找二次回路是否存在問(wèn)題。比如說(shuō)有一條線路正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流基本沒(méi)有,發(fā)生故障后保護(hù)拒動(dòng)。
我們來(lái)分析一下由錄波圖繪制的向量圖。
對(duì)照要點(diǎn)分析錄波圖,前三條都滿足,但第四條不滿足,繪制出向量圖以后成了故障相間電壓滯后故障相間電流約110度左右。大家想一下,保護(hù)回路出了什么問(wèn)題?通過(guò)分析可以看出保護(hù)的A相電流與B相電流接反了,但由于裝置正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流基本為零,裝置不會(huì)報(bào)警。將A、B兩根電流線交換后,第四條變成滿足,證明保護(hù)裝置接線不再有問(wèn)題。
所以再重申一遍:對(duì)于分析錄波圖,第4條是非常重要的,對(duì)于單相故障,故障相電壓超前故障相電流約80度左右;對(duì)于多相故障,則是故障相間電壓超前故障相間電流約80度左右;“80度左右”的概念實(shí)際上就是短路阻抗角,也即線路阻抗角。
三、兩相接地短路故障錄波圖分析
分析兩相接地短路故障錄波圖要點(diǎn):
1、兩相電流增大,兩相電壓降低;出現(xiàn)零序電流、零序電壓。
2、電流增大、電壓降低為相同兩個(gè)相別。
3、零序電流向量為位于故障兩相電流間。
4、故障相間電壓超前故障相間電流約80度左右;零序電流超前零序電壓約110度左右。
若兩相接地短路故障出現(xiàn)不符合上述條件情況,那么需要仔細(xì)分析,查找二次回路是否存在問(wèn)題。
四、三相短路故障錄波圖分析
分析三相短路故障錄波圖要點(diǎn):
1、三相電流增大,三相電壓降低;沒(méi)有零序電流、零序電壓。
2、故障相電壓超前故障相電流約80度左右;故障相間電壓超前故障相間電流同樣約80度左右。
若兩相接地短路故障出現(xiàn)不符合上述條件情況,那么需要仔細(xì)分析,查找二次回路是否存在問(wèn)題。
五、Y/△-11變壓器低壓側(cè)兩相短路錄波圖分析
先以△側(cè)(低壓側(cè))AB兩相短路為例,介紹一下Y/△-11變壓器△側(cè)(低壓側(cè))發(fā)生兩相短路故障,Y側(cè)(高壓側(cè))電流電壓的向量情況。
通過(guò)前面的分析我們知道低壓側(cè)AB兩相短路時(shí),保護(hù)安裝處向量圖如下圖示:
我們知道Y/△-11的變壓器△側(cè)(低壓側(cè))電壓、電流與Y側(cè)(高壓側(cè))電流、電壓的關(guān)系如下:
FA△=FAY-FBY
FB△=FBY-FCY
FC△=FCY-FAY
由上面的向量圖可知,對(duì)于正序分量,F(xiàn)A△超前FAY30度;
對(duì)于負(fù)序分量,F(xiàn)A△滯后FAY30度。
通過(guò)這個(gè)關(guān)系我們就可以將△側(cè)(低壓側(cè))各序分量轉(zhuǎn)換至Y側(cè)(高壓側(cè)),從而求取出高壓側(cè)的全電壓、全電流。
變壓器低壓側(cè)AB兩相短路時(shí),高壓側(cè)保護(hù)安裝處向量圖如下圖示:
從向量圖我們可得到變壓器低壓側(cè)兩相短路時(shí),高壓側(cè)全電壓、全電流得特點(diǎn):
1、短路滯后相電流與其他兩相電流方向相反,且大小為其他兩相電流的2倍。
2、短路滯后相母線故障殘壓非常小,接近為零。
3、非故障相電壓與短路超前相電壓大小相等,方向相反。
那么在構(gòu)成變壓器電壓閉鎖電流保護(hù)時(shí),由于高壓側(cè)電壓閉鎖電流保護(hù)要作為低壓側(cè)電壓閉鎖電流保護(hù)的后備保護(hù),可是從向量圖我們知道如果高壓側(cè)電壓閉鎖量采用三個(gè)接于線電壓的低電壓繼電器,將不能可靠的開(kāi)放保護(hù),造成拒動(dòng),實(shí)現(xiàn)不了對(duì)低壓側(cè)的后備作用。因此常采用負(fù)序繼電器加一個(gè)接于相間的低電壓繼電器構(gòu)成復(fù)合電壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)閉鎖。從而提高保護(hù)的靈敏性。
接下來(lái)我們看一張變壓器低壓側(cè)兩相短路時(shí)的錄波圖:
分析變壓器低壓側(cè)兩相短路故障錄波圖要點(diǎn):
1、低壓側(cè)兩相電流增大,兩相電壓降低;沒(méi)有零序電流、零序電壓。
2、低壓側(cè)電流流增大、電壓降低為相同兩個(gè)相別。
3、低壓側(cè)兩個(gè)故障相電流基本反向。
4、高壓側(cè)短路滯后相電流與其他兩相電流方向相反,且大小為其他兩相電流的2倍左右。
5、高壓側(cè)短路滯后相母線故障殘壓非常小,接近為零。
6、高壓側(cè)非故障相電壓與短路超前相電壓大小相等,方向相反。
變壓器△側(cè)(低壓側(cè))為小接地系統(tǒng),單相接地時(shí)故障電流很小,因此一般不會(huì)出現(xiàn)△側(cè)(低壓側(cè))突然有一相電流突然增大的可能,若出現(xiàn)這種情況則應(yīng)仔細(xì)分析。
大家可能已注意到了,為什么低壓側(cè)故障相間電壓超前故障相間電流不是80度左右呢?難道是低壓側(cè)接線錯(cuò)誤了嗎?其實(shí)這是因?yàn)殇洸▓D看到的是電壓、電流的二次值,而變壓器差動(dòng)保護(hù)計(jì)算的是高、低壓側(cè)的差動(dòng)電流,因此各側(cè)CT極性抽取時(shí)均以各側(cè)母線為極性抽取或均以變壓器為極性抽取。
對(duì)上圖來(lái)說(shuō),各側(cè)極性均以母線為極性抽取,所以低壓側(cè)電流反相180度。微機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置采用全星型接線,相位、幅值補(bǔ)償由保護(hù)實(shí)現(xiàn)。正常運(yùn)行時(shí)高壓側(cè)電流超前同名相低壓側(cè)電流150度。
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