故障录波测距装置在线故障处理分析

李剑兰 徐州供电公司 221002

故障录波测距装置在线故障处理分析

李剑兰 徐州供电公司 221002

故障录波器装置在电力系统的使用愈来愈广泛，本文从故障录波器组成和原理进行分析，阐述了利用在线录波图形来帮助分析故障的准确性和快捷性，及使用过程中常见故障处理方法。通过在线录波装置在徐州电网的应用，为电力系统运行的稳定性、提高输电质量、缩短故障排除时间，提供了有力的保证。

故障录波；在线故障；处理分析

概述

故障录波器在我们电力系统的使用愈来愈广泛，它是系统进行故障分析、快速判断故障类型、快速确定故障位置的有效工具；它为我们系统运行的稳定、提高输电质量、缩短故障排除时间提供了有力的保证。

本文就南京银山电子有限公司制造的YS-88A型故障录波装置作一介绍， YS-88A故障录波装置是一台运行在UCDOS操作平台下，采用工控机模式的线路、主变故障录波装置。它在我们徐州电力系统中得到了广泛的使用。从多年的使用经验来看，使用较方便、运行较稳定、录波成功率较高。

1、装置组成及工作原理

1.1 组成

YS-88A型故障录波装置的各功能单元全部装于标准（2260*800*600）机柜内，自上而下，它由网络通信拨号单元（TX01）、有源变换器单元（ATU-128）、数据处理器单元、无源变送器单元PTU-12（最多六个）、电源单元、键盘和打印机组成。其中，数据处理单元是YS-88A故障录波器的核心。

数据处理单元分工控计算机部分和A/D转换采集部分。工控计算机部分采用台湾产ECB-640E工控主板，16M内存，40G硬盘，3.5寸软驱。CPU的主频为133HZ，主板具有硬盘接口、软驱接口、打印机接口、键盘接口、网络接口和专用LCD液晶显示屏接口。同时支持键盘操作和单元面板的薄膜功能按键操作。A/D转换采集部分由六块可进行12路A/D转换的前置机板，1块负责采集128路开关量及告警等其它信号的前置机板，1块实现工控计算机部分与A/D转换采集部分通信的PCIO板组成。

变送器单元：一个变送器单元包括12个高精度小型变送器（分电流型变送器和电压型），它将二次信号（电流和电压）转换成统一的 -10V ～ +10V的电压信号，输入前置机进行A/D转换。

有源转换单元：四块具有32路输入的开关量板、一块告警板；主要是进行开关量的采集和告警信号的输出。

电源单元：交流、直流输入控制开关，交流电源、直流电源自动转换电路板。主要对整个装置的电源管理。

通信单元：一个8端口的网络集线器（H U B），一个路由器（串—网），一个工业用MODEM。主要负责本装置与调度端的远传计算机及保护信息管理系统的通信。

特别要说明的是：数据处理单元、有源转换单元、通信单元内部均有各自的电源模块，都能独立供电。

1.2、原理

模拟量：包括电流量、电压量，高频量（但高频量不作为录波时的启动量）。电流、电压量经端子输入录波器PTU-12型无源转换器单元。每个PTU-12型无源转换器单元处理12路模拟量。PTU-12型无源转换器单元分别装有电流变送器和电压变送器。电流变送器将0A～200A电流变送为±10V电压量信号送到数据处理单元进行采集；同样，电压变送器将0V～200V电压变送为±10V电压量信号送到数据处理单元进行采集；采集（变送）后的模拟量经采样保持和A/D转换，送数据处理器进行数字信号处理。模拟量前置机采用双DSP芯片设计，其中一片负责数据采集，另一片负责分析判断。前置机板上的计算机系统（DSP）与后台机之间采用双口RAM方式进行信息通信。

高频量：采用直流量的隔离转换。高频收发信机录波口的直流量输出信号经端子输入ATU128型有源变换器单元中高频插件，经过隔离放大，将信号送到模拟量前置机采集。

开关量：由开关端子输入的空接点信号，进入ATU-128型有源变换器单元中开入插件中，经过两级光电隔离后，将信号送到开关量前置机采集。开关量前置机采用DSP芯片设计，可以采集128路开关量。采用固化程序和运行程序相结合的运行方式，固化程序负责上载运行程序和自检，运行程序负责采集并判断是否需要启动录波。DSP与后台机之间也采用双口RAM方式进行通信。

录波器启动录波后，后台机从录波器前置机RAM中取得录波数据。前置机中用两个RAM芯片储存录波数据，在后台机与其中一片RAM（设为RAM-A）传输数据同时，另外一片R A M（设为RAM-B）存储录波数据，数据存满后，后台机则与RAM-B传输数据，RAM-A改为存储录波数据，类似循环，直至录波结束。

1.2.1 启动方式

除高频信号外，所有信号均可作为启动量，任一路输入信号满足定值给出的启动条件，均可启动录波。

启动方式有：

a.电压各相和零序电压突变量启动

b.电流各相和零序电流突变量启动

c.线路相电流变化越限启动

d.主变中性点电流过限启动

e.电压过限启动，其中相电压有欠压和过压两种启动方式。

f.频率越限与变化率启动

g.负序分量启动

h.正序分量启动

i.开关量启动

j.手动启动，由人工控制启动录波。

k.遥控启动，由上级部门通过远传下达启动命令。

启动精度

越限启动量，优于5%

突变启动量，优于30%

录波数据记录方式

t=0ms 系统大扰动开始时刻

图2 主变差动保护动作录波故障录波器波形图

图1 模拟量采样时段顺序

1.2.2 录波方式

A、第一次启动

符合任一启动条件时，由S开始按ABCD顺序执行。

B、重复启动

在已经启动记录的过程中，有开关量或突变量输出时，若在B时段，则有T时刻开始沿BCD时段重复执行；否则应由S时刻开始沿ABCD时段重复执行。

C、 特殊记录方式

如果出现长期的电流、电压、频率越限或振荡， 持续录波数据量大于设定的缓冲区，则由S时刻开始沿ABCD时段重复执行。

2.录波故障分析

装置在线运行时屏幕上部显示时间，是录波时间的依据。时间可通过3种方法修正：在线修改、远传校时和GPS校时等方法校正。左边为录波时间，包括年、月、日、时、分及次数。右边在正常工作状态下显示相应信息，如XX线XX类型故障、故障距离、启动线路、启动方式等。

2.1 故障分析实例1：

主变差动保护动作录波故障录波器波形图，给出如下内容：录波时间、故障线路、故障相别、故障距离、故障电压电流有效值、启动通道名称、启动类型、跳闸相别、跳闸时间、重合闸时间、再次故障类型等等。

打印该报告会包含故障线路各通道的波形。此图为励磁涌流造成主变差动保护动作的故障录波器波形图：电流波形与励磁涌流特点完全吻合：电流偏向时间轴的一侧，电流有间断角（图2）。

2.2 故障分析实例2：

220 kv线路发生A相接地故障故障录波器波形图，此图为线路瞬时故障，A相跳闸，重合闸动作，并同时重合成功（图3）。

602 动作报告：

00 ms 纵联、距离零序保护启动

27 ms 纵联A跳出口

基于以上对创新领域的发展成效分析，可知美国创新战略具有以下4方面的特点：一是美国致力于经济的可持续发展，通过推进原始创新带来实体经济的长期稳定增长；二是美国高度重视基础研究带来的长期效益，不断加大核心技术研发投入；三是2015年美国创新战略再次强调了政府在推动创新发展中的重要作用，强化了政府创新服务职能；四是美国重视人才培养，大力提倡高校积极参与科技创新活动。

54 ms 接地距离I段动作出口 故障测距 7.85KM

892 ms 综重重合闸出口 故障相电流60.717A(二次值)

5653 ms 纵联、距离零序保护启动

5670 ms 接地距离I段动作、距离重合加速动作、保护永跳出口

5679 ms 纵联保护永跳出口 故障测距0.02KM

故障相电流 82.198A(二次值)

29 ms 纵联变化量方向 A相

29 ms 纵联零序方向 A相

5661 ms 工频变化量阻抗 ABC相

5690 ms 纵联变化量方向 ABC相

5690 ms 纵联零序方向 ABC相

故障测距 5.9KM

故障相电流 55.90A(二次值)

故障零序电流 54.17A(二次值)

图3 线路保护动作故障录波器波形图

3、装置故障处理

设备正常运行时，各状态指示灯应正常，故障告警灯不亮，设备出现异常时，将发出故障警告，维护人员首先按下面板上的取消键，清除告警继电器信号，然后参考下述内容处理。

3.1 频繁启动

显示器提示频繁启动故障。表示在5分钟内连续启动15次，或线路故障持续时间超过其缓冲能力，出现该故障后，将停止录波，并检测前置机的工作状态。若40S内无录波启动信号，则自动恢复正常状态。该故障一般是线路启动参数整定不当造成的，可通过故障分析，判断出哪一通道引起的。然后将该通道参数适当调整后，重新传给装置即可。若装置一直处于连续录波状态，以至无法修改定改定值，可复位主机，在显示“Starting msdos…”时，按下键盘上的F5键，即可退出录波程序，然后键入如下命令：

C:CD YS88A (或YS88AON、YS88AONT视软件而定)

C:Y S 88AY S 88A L A N (或YS88AON视软件而定)

进入程序后，重新设定有关参数后，再次复位主机，使装置进入正常工作状态。

频繁启动：

a.液晶显示频繁启动，并指示某一通道或数个通道启动，应检查对应通道的启动定值是否恰当，修正开关是否设置成“N”，修正系数是否正常，如以上均无异常则可以判断该前置机插件异常。

b.频繁启动无文件形成或有文件形成并没有提示某一通道或某一前置机，应检查PCIO板是否存在异常。

3.2 线路故障不能录波

1）．查看定值是否合适，启动开关是否打开，或者是由于修改有关参数定值等而没有传送参数造成装置拒动。

2）．查看接线端子实际有无电量输入，手动录波，进入波形分析查看有无波形、幅值。如有波形且幅值正常应检查前置机和PCIO板是否异常。如没有波形幅值则应查看前置机是否异常，隔离变送器是否正常，以及相关连接部分是否接触不好或损坏等。

3）．通道正常：手动录波后，进行波形分析，若波形图上该通道无正常波形，则是该通道不正常，原因可能是接线不好，内部接触不良，对应变送器损坏，前置机损坏等。

3.3 电源故障

若整机掉电，则应检查装置供电电源及交直流空气开关是否完好，若只是某几路电压丢失，导致装置电源告警，则可能是输出该组电压的开关电源损坏，或该组电压被短路引起电源保护，出现此现象，应立即关掉电源，排除故障后，方可恢复运行。

1）．交流电源投不上时，原因可能是：

a.首先检查交直流端子的保险丝，看是否熔断。

b.再检查电源有没有问题。

c.看一下交直流转换板的二极管和桥堆有没有问题。

d.检查交流变压器是否烧坏，检查焊线有没有脱落。

2）．直流送不上时，原因可能是：

a.检查保险丝是否熔断。

b.检查电源是否烧坏。

c. 看交直流转换板二极管是否击穿。

3.4 主机故障

若装置出现故障告警，运行灯不亮，按下试验键后，无录波现象，则可能是主机故障，应请有经验的维护人员处理或有厂家决定。

1）．装置不运行时：

a,重新上电，看主板是否检测内存，若没有则可能内存坏，也可能主板坏，若有嘀嘀响声，则多数为内存坏。

b,内存检测通过，停在WAIT状态，则主板坏。

c,前面检测通过，出现F1提示，则可能键盘坏或主板键盘口坏。

d,若出现HDD ERROR则硬盘坏。

2）．盘检测不到时：

a.电源是否正常，输出+5V、+12V是否标准。

b.看硬盘电源线、数据线是否接触完好，有无损坏。

c.查看主板COMS设置中有无硬盘类型设置。

d.检查硬盘好坏。

3.5 远传不通时

1）．判断远方MODEM是否摘机（如不摘机检查电话线路，MODEM是否打开）；MODEM状态三盏灯（TR、速率、OH）是否正常。

2）．主站端是否设置正确，能正常听到拨号音（检查本端）。

3）．等待两端MODEM正常握手后，数据不能正常传输，检查后台机与MODEM之间联系，包括物理连线（MODEM——后台机线），数据方面（用命令检查：AT回车，显示O K）。

4）．88系列远传连接正常，而数据不能传输，则可能是IP地址输入不对。

3.6 录波器密码

1）、录波器在线软件的密码忘记后，可以通过修改录波器文件来更改密码

YS-8A只要删除C盘根目录下的YS-8A.fig文件，重起即没有密码了。

YS-88A只要删除C盘根目录下的YS88.cfg文件，重起即没有密码了。

2）、88A离线软件密码忘记，可以通过修改注册表来更改。由于密码比较重要，需要时询问公司内技术人员。

3.7 校时方面

注意以下几点，可以解决校时问题：

1）、GPS天线头应安装室外，顺天线头向上应看到360度天空。

2）、装置初次上电后，LED显示未同步的时间信息，同步监测灯闪亮，同步后，同步指示灯应熄灭，时、分、秒（1H、1M、1S）脉冲分别闪亮，如装置失去同步，检查天线和GPS。

3）、与录波器接口

录波器本身通过硬接点校时（88A型可以实现软校时）

检查：（1）用导线直接短接，应能校时。

（2）时间误差应在正负20S内。

（3）只能校对秒时间，即整分，录波器秒归0。

（4）检查与录波器之间连接正负极性是否正确。

（5）检查GPS分脉冲输出。

3.8 告警信号

告警、录波、失电信号输出，通过复位键来消除，若信号输出与消除不正常，则可能告警板三极管或继电器坏，如果复归不掉，则告警板复位键损坏，再有可能PCIO板坏。

4、结束语

故障录波器作为一个继电保护辅助装置，它在电力系统的重要性也显而易见。从在徐州电网运行多年的经验表明，录波成功率高，准确快捷，操作简捷，运行安全可靠，为电力系统供电稳定高效起到极大的作用。

[1] YS-88型微机故障录波测距装置使用说明书. 南京银燕电子有限公司.1998年

[2] 故障录波测距装置（讲义）. 2006年