故障錄波器用於電力系統，可在系統發生故障時，自動地、準確地記錄故障前、後過程的各種電氣量的變化情況，通過這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統安全運行水平均有著重要作用。故障錄波器是提高電力系統安全運行的重要自動裝置，當電力系統發生故障或振盪時，它能自動記錄整個故障過程中各種電氣量的變化。
基本介紹
- 中文名：故障錄波器
- 外文名：Fault recorder
- 領域：電力
引言,特點,作用,啟動方式,國內儀器比較,
引言
故障錄波器是電力系統發生故障及振盪時能自動記錄的一種裝置,它可以記錄因短路故障、系統振盪、頻率崩潰、電壓崩潰等大擾動引起的系統電流、電壓及其導出量,如有功、無功及系統頻率的全過程變化現象。主要用於檢測繼電保護與安全自動裝置的動作行為,了解系統暫態過程中系統各電參量的變化規律,校核電力系統計算程式及模型參數的正確性。多年來,故障錄波已成為分析系統故障的重要依據。
特點
1.在數據採集方面，當判定為故障後,保護在取得足夠的數據後可以短時停止對數據的採集轉去作保護運算而故障錄波則不允許數據採集的任何中斷;故障錄波器為保持數據的真實性,應儘可能減少濾波,保護為判明故障則要消除各次諧波,因此在硬體上和軟體上都要採取措施,特別是軟體濾波在保護的CPU時間分配中占有較大比重。
2.在啟動判據方面，保護要求在故障當時即刻準確判定,所以對啟動判據的準確性和快速性要求很高；故障錄波器不需執行跳重合閘,對啟動判據的準確性和快速性要求不高,較之保護其判據可大大簡化。故障錄波器不僅記錄故障過程還要記錄故障前的波形和數據,所以在故障錄波器中要開闢一定容量的環行記憶體快取區,不斷地以採取最新數據刷新這個環行快取區,一旦判明故障,就首先將快取區中的內容(包括故障前和故障過程的數據)保存起來,直到故障結束。
3.與發電廠變電站自動化監控系統中的事件順序記錄功能相比,故障錄波裝置一般可取代前者,因此在既有自動化監控系統又有錄波裝置的場合,希望錄波裝置提供與監控系統的通信接口。錄波裝置還要配備相應的通信軟體,以便將錄製的數據和分析結果及時傳送給監控系統。
4.和遠動中的開關量相比,故障錄波中的開關量著眼於事故分析的需要,局限於故障時短時的記錄,而遠動中的開關量偏重於整個系統的正常運行,雖然也有故障時的開關量信息,但它是著眼於巨觀系統的需要。
5.和遠動中的開關量相比,故障錄波中的開關量著眼於事故分析的需要,局限於故障時短時的記錄,而遠動中的開關量偏重於整個系統的正常運行,雖然也有故障時的開關量信息,但它是著眼於巨觀系統的需要。
作用
1、根據所記錄波形，可以正確地分析判斷電力系統、線路和設備故障發生的確切地點、發展過程和故障類型，以便迅速排除故障和制定防止對策。
2、分析繼電保護和高壓斷路器地動作情況，及時發現設備缺陷，揭示電力系統中存在的問題。
3、積累第一手材料，加強對電力系統規律的認識，不斷提高電力系統運行水平。
啟動方式
啟動方式的選擇，應保證在系統發生任何類型故障時，故障錄波器都能可靠的啟動。一般包括以下啟動方式：負序電壓、低電壓、過電流、零序電流、零序電壓。
(1)相電流突變和相電壓突變：
相電流突變數起動採用：△i(k)=||i(k)-i(k-N)|-|i(k-N)-i(k-2N)||i(k)為電流一個瞬時點
相電壓突變數起動採用：△u(k)=||u(k)-u(k-N)|-|u(k-N)-u(k-2N)||
註：式中N為一個工頻周期內的採樣點數，採用分相判別，用計算出的相電流或相電壓突變
量與定值比較，連判三次滿足突變數起動定值即被確認為起動。
(2)相電流、相電壓越限及零序電流、零序電壓越限起動
用計算出的各相電壓、各相電流以及零序電壓、零序電流（採用
專用通道輸入，而非採用對稱分量法計算得到）同整定值比較以判斷是否起動。
(3)頻率越限與頻率變化率起動
本裝置採用硬體測頻，用測得的頻率與頻率越限定值比較以判定是否起動。
頻率變化率用式df/dt=|f2-f1|/△T其中：f2當前參考時刻測得的系統頻率;
f1前一參考時刻測得的系統頻率;
△T相臨兩參考時刻的間隔時間
(4)盪判斷起動
線路同一相電流變化，0.5s內最大值與最小值之差≥10%時起動振盪錄波，並判斷振
盪是否平息。並利用負序電流及零序電流的變化dI2+dI0檢測振盪中是否發生故障。
（5）開關量起動
通過配置可設定任何開關量作為起動條件、變位方式可選。
(6)正序、負序和零序電壓啟動判據。電力系統故障時，正序、負序和零序電壓均
可以看成故障分量，因此可以利用這些量變化啟動錄波，具體可以按如下判據啟動：
U2（負序）>=3/1000*UN
U1（正序）>=90/1000*UN
U0（零序）>=2/1000*UN
國內儀器比較
同國外相比,國內的故障錄波器還存在一定的差距,概括起來,主要有以下幾點:
- 錄波器在故障時沒有正常運行的主要原因是元器件質量不過關,占總數的70%；
- 硬體配置不合理。國內故障錄波器一般採用單片機完成數據的採集、計算和判斷,而國外普遍採用專門的DSP晶片；
- 系統容量小。由於受到系統本身結構的限制,無論是模擬量的輸入、開關量的輸入、還是故障數據存儲容量,其冗餘度小,不利於增容和升級。而國外錄波器的模組式結構使以後的擴展能簡單地集成到現有的結構中,且採用數據壓縮技術,存儲容量大；
- 國外的故障錄波器一般是多功能的智慧型化裝置,能記錄短路故障、低頻振盪、暫態故障,還能進行故障定位、諧波分析和電能質量分析,而國內的錄波器數據分析能力差,故障測距結果不準。
