《故障录波系统操作与分析》教程

《Wave故障录波系统操作与分析》

（目录）

Wave500 录波分析系统概述（1）Wave500录波分析系统主要包括的分析功能（1）Wave500录波分析系统的操作（2）显示和采样数据显示（3）各录波分析功能的切换（4）矢量分析功能使用（5）谐波分析功能使用（5）故障录波分析方法（6）首先介绍看故障录波图的要点（6）典型故障录波图分析（7）单相接地故障分析（7）两相短路故障分析（9）两相接地短路故障分析（11）三相短路故障分析（11）故障过程波形特征（13）相关名字解释（13）Wave500录波系统问答（14）

故障录波系统操作与分析

一、Wave500 录波分析系统概述

Wave500 录波分析系统是提供继电保护故障录波分析的工具，它可以无缝地集成到变电站综自系统和调度系统的程序中，也可以单独运行，专门进行故障录波分析。

该系统通过读取COMTRADE格式存放的电力系统故障数据，进行故障分析。

Wave500 录波分析系统系统允许同时打开多个波形文件，进行比较分析。

二、Wave500录波分析系统主要包括的分析功能：

1. 原始波形显示：绘制录波文件选定通道的录波波形，并显示实时采样值和采样时间；

2. 矢量分析：通过矢量图，可以很直观地比较各个模拟量之间的相对关系；

3. 谐波分析：本系统可以计算出经过前取或后取周波的傅立叶变换后的1~11次谐波数据，并可设定基准矢量和切换成复数表达形式；

4. 序分量分析：在录波文件完整的情况下（Ia,Ib,Ic,Ua,Ub,Uc），本系统能对选定的三相通道进行序分量分析，包括正序、负序和零序的幅值和相角的数值显示和图形显示等功能

5. 测距分析：在录波文件信息完整的情况下，本系统可以计算分析出当前故障的单端测距和故障类型；

6. 曲线分析：本系统能对已有的波形通道的瞬时值和谐波值通过特定的换算公式合成计算出新的波形曲线，并对之可进行图形和数值显示；

7. PS6000保护设备通讯管理：本系统支持与PS6000设备的即时通讯，能完成以下的通讯管理功能：定值、事件描述、告警描述、遥信描述、录波通道描述等信息的上招、保存和查看，召压板信息，召模拟量信息，即时获取保护上传的保护动作、告警及遥信变位信息，召录波文件列表，指定录波文件上招等等；

8. 录波参数查看：查看当前波形文件的具体属性和通道的有关参

9. 波形详细分析：可进行波形的横向和纵向的放大、缩小和还原，波形复制和交换，波形的幅值比较，波形叠加比较（最多5个）、选择波形曲线进行打印和打印预览等；

10. 嵌入综自系统：本软件可响应PS6000直接调用命令。

三、Wave500录波分析系统的操作

1. 本系统启动后，可以看到一共有四个显示窗口，其中左上为“文件查看窗口”，左下为“录波分析功能切换窗口”，右侧为“录波曲线图形显示窗口”，中间为“采样数据显示窗口”。

2. 点击工具栏上的“打开”按钮即可选择打开波形文件，文件成功打开后可在左上的文件查看窗口看到新加入的文件名及所包含的录

波通道名。

3. 本软件可连续打开多个录波波形文件，一般情况下最新打开的

文件为当前选中的文件，从而在其他显示窗口和状态栏的显示信息即

为该文件的录波信息。

4. 当前录波文件的切换：在“文件查看窗口”点击列表中需要切换的录波文件，单击右键，在弹出的菜单里根据需要选择不同的菜单项即可。

5.关闭文件：单击工具栏上的“关闭”按钮即可关闭当前的波形文件；或者在“文件查看窗口”中点击要关闭的文件的右键，在弹出菜单中选择“关闭”项即可。

显示和采样数据显示

1．录波文件打开后，即可在右侧的“录波曲线显示窗口”中看到录波文件的当前7个通道的曲线图，它们对应的采样信息在左侧的“波形信息显示窗口”显示。

2．在状态栏中可以查看到当前波形文件的文件名、故障绝对时间和故障相对时间等录波信息。

3．不同录波通道的显示切换：本软件一共能显示7个当前文件的录波通道，如果要切换通道，只需在在“文件查看窗口”中点选要切换的通道，单击右键，再选择要显示的位置即可。

4．“采样信息显示窗口”的采样数据和通道信息会随着文件的切换和通道的变化而自动更新。

5．波形显示分为“全选”和“单选”两种模式；前者为默认模式，在此模式下右边的波形显示窗口将当前文件显示所有的波形通道（拖动滚动条即可查看所有波形）；在“单选”模式下，将只能显示7个通道的波形，但可自由选择要显示的曲线通道。两种通道的模式切换可

在“文件查看窗口”中点选要切换的通道，单击右键，再选择要显示的位置即可；或者在“采样数据显示窗口”中单击右键选择切换即可。6．波形叠加工功能：该项功能只有在“单选”模式下才能使用，在“采样数据显示窗口”中单击右键选择切换即可。

各录波分析功能的切换

1．本系统能在多个分析功能页中切换：单击工具栏中的需要选择的分析功能上单击即可切换。

2．本系统主要的分析功能页包括：

a)矢量分析（默认选项）

b) 谐波分析

c) 序分量分析

d) 测距分析

e) 曲线合成分析

f) 录波文件属性查看

g) 录波通道参数查看

h)保护设备通讯管理

矢量分析功能使用：

1. 矢量分析的对象默认为当前选中的波形文件。

2. 功能页的上部为矢量图形显示区，内圈为电流模拟量通道矢量，外圈为电压模拟量通道矢量；下部为矢量数据显示列表；中间为功能设置的按钮和组合框。

3. 单击“通道选择”可以从当前波形文件中选择需要进行矢量分析的模拟量通道。

4. 单击“参数设置”可以选择矢量分析的一些附属功能设置，主要包括：

a) 矢量数据显示模式切换：有“幅值/相角模式”和“复数模式”两种；

b) 带通道名称显示矢量图与否；

c) 在矢量分析中傅立叶变换时采样数据选取模式切换：有向前取全周波（默认）和向后取全周波两种模式；

5. 本软件可以选择不同的谐波波次对录波文件进行矢量分析，能支持1~11次谐波分析选择，默认情况下为基波矢量分析。

6.本软件可以选择不同的录波通道作为基准矢量，并以此推算和图

示其他通道与基准矢量通道的相对关系，便于用户进行故障分析。谐波分析功能使用：

1. 谐波分析的对象默认为当前选中的波形文件。

2. 谐波分析的功能页上部为谐波分析波次选择列表和通道选择列表，中部为基准矢量选择组合框和“参数设置”按钮。

3. 谐波分析的波次选择范围为1~11谐波。

4. 谐波分析的通道对象为模拟量通道。

5. 单击“参数设置”可以选择谐波分析的一些附属功能设置，主要包括：

a) 谐波数据显示模式切换：有“幅值/相角模式”和“复数模式”两

种；

b) 在谐波分析中傅立叶变换时采样数据选取模式切换：有向前取全周波（默认）和向后取全周波两种模式。

c) “带通道名称显示矢量图与否”功能此处不用；

6. 本软件可以选择不同的录波通道作为基准矢量，并以此推算和图示其他通道与基准矢量通道的相对关系，计算出谐波分析结果。四、故障录波分析方法：

工作中经常需要通过录波图来分析电力系统到底发生了什么样的故障？保护装置的动作行为是否正确？二次回路接线是否正确？

首先介绍看故障录波图的要点：

1、当我们拿到一张录波图后，首先要通过前面所学的知识大致判断系统发生了什么故障，故障持续了多长时间。

2、以某一相电压或电流的过零点为相位基准，查看故障前电流电压相位关系是否正确，是否为正相序？负荷角为多少度？

3、以故障相电压或电流的过零点为相位基准，确定故障态各相电流电压的相位关系。（注意选取相位基准时应躲开故障初始及故障结束部分，因为这两个区间一是非周期分量较大，二是电压电流夹角由负荷角转换为线路阻抗角跳跃较大，容易造成错误分析）

4、绘制向量图，进行分析。

典型故障录波图分析：

一、单相接地故障分析

分析单相接地故障录波图要点：

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相位同相，零序电压与故障相电压反向。

4、故障相电压超前故障相电流约80 度左右；零序电流超前零序电压约110 度左右。

当我们看到符合第1 条的一张录波图时，基本上可以确定系统发生了单相接地短路故障；若符合第2 条可以确定电压、电流相别没有接错；符合第3 条、第4 条可以确定保护装置、二次回路整体均没有问题（不考虑电压、电流同时接错的问题，对于同时接错的

问题需要综合考虑，比如说你可以收集同一系统上下级变电所的录波图，对于同一个系统故障各个变电所录波图反映的情况应该是相同的，那么与其他站反映的故障相别不同的变电站就需要进行现场测试）。若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。这里需要特别说明一下南瑞公司的900 系列线路保护装置，该系列保护在计算零序保护时加入了一个78 度的补偿阻抗，其录波图上反映的是零序电流超前零序电压180 度左右。对于分析录波图，第4 条是非常重要的，对于单相故障，故障相电压超前故障相电流约80 度左右；对于多相故障，则是故障相电压超前故障相间电流约80度左右；“80 度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，也即线路阻抗角。

二、两相短路故障分析

分析两相短路故障录波图要点：

1、两相电流增大，两相电流降低；没有零序电流、零序电压。

2、电流增大、电压降低为相同两个相别。

3、两个故障相电流基本反向。

4、故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右。

若两相短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回

路是否存在问题。比如说有一条线路正常运行时负荷电流基本没有，发生故障后保护拒动。

我们来分析一下由录波图绘制的向量图。

对照要点分析录波图，前三条都满足，但第四条不满足，绘制出向量图以后成了故障相间电压滞后故障相间电流约110 度左右。通过分析可以看出保护的A 相电流与B 相电流接反了，但由于装置正常运行时负荷电流基本为零，装置不会报警。将A、B 两根电流线交换后，第四条变成满足，证明保护装置接线不再有问题。

所以再重申一遍：对于分析录波图，第4 条是非常重要的，对于单相故障，故障相电压超前故障相电流约80 度左右；对于多相故障，则是故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右；“80 度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，也即线路阻抗角。

三、两相接地短路故障分析

分析两相接地短路故障录波图要点：

1、两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。

2、电流增大、电压降低为相同两个相别。

3、零序电流向量为位于故障两相电流间。

4、故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右；零序电流超前零序电压约110 度左右。

若两相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。

四、三相短路故障分析

分析三相短路故障录波图要点：

1、三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。

2、故障相电压超前故障相电流约80 度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约80 度左右。

若两相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题

以上是查看典型故障录波的基本方法，在实际工作中，有些复杂的波形，我们还要参考其它数据，考虑设备的实际，二次故障因素等情况！

故障过程波形特征：

故障相电流有明显突变增大，电压有一定程度减小，同时有零序电压和零序电流出现

在故障切除后，电流通道变为一根直线。如果是线路PT，在线路两端故障均切除后故障相电压变为0，零序电流变得很小或为0，但有很大的零序电压。

重合成功。三相电流恢复正常负荷电流，三相电压恢复对称。

相关名词解释：

什么是COMTRADE格式？

COMTRADE是IEEE标准电力系统暂态数据交换通用格式。标准为电力系统或电力系统模型采集到的暂态波形和事故数据的文件定义了一种格式。

时间的换算：

1s=1000ms=1000000us(s就是秒，us就是微秒，ms就是毫秒）

什么是矢量？

既有大小，又有方向的量叫矢量。

什么是傅里叶变换？

傅里叶变换是一种分析信号的方法，它可分析信号的成分，也可用这些成分合成信号。许多波形可作为信号的成分，比

如正弦波、方波、锯齿波等，傅里叶变换用正弦波作为信号的成分。

什么是谐波？

电力系统中有非线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以工频50HZ供电，当工频电压或电流作用于非线性负载时，就会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于工频频率的正弦电压或电流，用富氏级数展开，就是人们称的电力谐波。

Wave500录波系统问答：

打开故障录波系统后，打开文件提示：找不到系统文件？

为什么打开故障录波系统一段时间以后，系统自动关闭？

如何设置系统用户名和密码？

测距分析为什么不能使用？

什么是序分量分析？

故障录波器的启动方式有哪些？

（1）模拟量启动：正序电流、正序电压（过电流、低电压）；负序电压、负序电流；零序电流、零序电压。

（2）开关量启动。

（3）手动启动。

打印功能包含哪些？

打印输出时能够对录波数据进行分析，自动确定绘图比例，自动选择电气量有变化的部分。打印输出的信息报告内容包括故障时刻、故障元件、故障地点、故障类型、自动重合闸动作情况、开关量动作顺序等。

故障录波数据的处理和管理？

对故障录波后的数据，可在机上用专用的软件进行离线处理。可对录波数据全过程模拟量的每一部分及开关量进行放大、缩小、定格、重新排列、打印输出等，个人不得随意拷贝录波文件，如工作需要拷贝，应当首先请示上级领导！

录波分析系统掉电保护功能？

掉电时，实时时钟及录波数据等信息不丢失。