现场︱故障录波器在异常和事故处理中的应用实例
国网山东电力省公司菏泽供电公司的研究人员李喜同、孟会增等，在2015年第9期《电气技术》杂志上撰文指出，故障录波器可以记录电网故障或异常时故障时系统各点的电流、电压等模拟量。本文通过故障录波器在异常信号处置和中性点非接地系统中线路跳闸的两个应用实例，说明应用故障录波器不仅提高调度工作中异常信号和故障的处理速度，而且能够准备的判断发生异常或故障的原因，为电网安全可靠运行和保证用户供电提供了有力保障。
故障录波器是指电力系统中用来记录电网故障或异常时系统各点的电流、电压等模拟量，以及开关量(状态量)的动态变化过程的装置[1]。故障录波器可以在系统大扰动如短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等发生后能够自动记录并反映该电气设备安装处各种电气量的变化过程[2]。电力调度人员可以根据其故障录波情况判断电力系统设备故障或异常情况，提高事故处理的速度和准确性。
目前，故障录波器主要应用在对110kV及以上线路跳闸后进行分析判断，而对设备出现异常信号及35kV线路跳闸很少应用。本文以两次电网中相对较为少见的事故和异常为例，说明故障录波器在35kV线路跳闸和设备出现异常信号中应用。
1 设备异常信号录波器应用案例
1.1异常发生
去年12月某日，地调将某220kV变电站负荷调至另一供电区电网供电时，电网监控班遥控拉开该变电站220kV线路211开关后，发现该220kV线路211开关频发“保护装置异常”信号，同时该线路有功功率数据异常，于是通知相关单位现场检查并告知调度。
1.2调度员处理
调度人员接到监控人员汇报后及时调取了故障录波器，发现220kV线路211开关B相存在约0.5A的电流（如图一）而其他两相均为0，同时3I0约0.5A，通过比对认为该线路211开关存在问题；调度员立即与相关技术专工进行了沟通，最后分析认为开关B相实际没有分闸，开关内部存在缺陷，该开关已不能运行，需及时处理；若不及时处理将影响电网的供电可靠性。
于是，调度员将分析情况及时反馈至检修单位领导。检修单位领导也感到了缺陷的严重性，于是安排精干力量到现场进行检查分析，并及时与设备厂家进行了联系。
1.3现场检查
变电运维人员到现场后，检查发现220kV线路211保护装置发“TWJ异常、保护装置异常”信号，后备保护发“断路器位置异常”，且均复归不掉。
检查220kV线路线211开关保护装置，开关三相TWJ位置均显示“1”；查看保护装置及测控装置电流采样信息，发现该线路两套保护及测控装置采样中B相电流约0.5A，A、C相电流为0A，符合“TWJ异常”告警条件（即开关三相TWJ为1时，有电流存在）。
使用钳形电流表测量保护屏及测控屏内电流二次线，结果与装置显示一致；查看该间隔在220kV母差装置、220kV故障录波器中的采样值，显示该间隔B相电流约为0.5A，A、C相电流为0，3I0约0.5A。
查看220kV线路211间隔汇控柜开关指示灯显示为分位，开关机构箱内三相开关指示均为分位，打开机构箱，发现机构连杆位置三相均一致。检修人员现场分析判断为B相机构分闸到位，但灭弧室内触头未分开，分别向调度、变电运维室等单位作了汇报。变电运维室人员根据调度指令将211开关隔离，为检修做准备。
1.4开关解体检查
公司检修单位立即组织相关单位及厂家技术人员制定了检修方案，对该隐患进行了处理。对211断路器及两侧刀闸气室进行气体组分检测，未发现异常，测量开关的接触电阻，B相为236微欧，说明B相处在合闸状态。
于是，检修部门将220kV线路211开关B相进行解体。解体发现该开关B相灭弧室动触头侧与导气管焊接处脱落。通过分析原因为：灭弧室动触头侧与导气管焊接处因工艺不良导致脱落断裂；正好印证了调度员的判断。经过商议决定采用重新焊接技术进行修复。
图1 220kV异常信号发生故障录波情况
2 35kV线路多重故障应用案例
2.1事故象征
12时13分，某220kV变电站的35kV低备Ⅰ线过流Ⅰ段保护动作、开关跳闸，接着35kV低备Ⅱ线也是过流Ⅰ段保护动作、开关跳闸，同时#2主变35kV侧后备保护动作跳开#2主变35kV侧开关，造成35kV母线失压，随后35kV低备Ⅰ、Ⅱ线均重合成功。
2.2事故判断及分析
35kV低备Ⅰ线、低备Ⅱ线及#2主变35kV侧开关跳闸后，监控人员通知变电运维人员检查及相关单位带电巡线。调度员在接到监控值班员汇报跳闸情况后，认为这不是一起简单的线路或母线故障，仅从保护信息和开关动作情况很难判断是什么故障，于是立即调取#2主变故障录波器查看故障录波情况，其故障录波情况如图二所示。
图2 35kV线路多重故障录波情况
从#2主变波形图中[3]可以看出11时13分56秒632毫秒，#2主变B、C相电流突然升高，判断为发生B、C相相间故障；11时13分56秒945毫秒，A相电流值发生突变，说明又形成新的故障；11时13分57秒020毫秒，A、B相电流未变而C相电流恢复正常，结合保护信息可判断出有开关跳闸切除部分故障；11时13分57秒306毫秒，ABC三相电流均恢复正常波形，说明所有故障已被切除。
根据故障录波系统提供的#2主变220kV侧波形图信息，于是得出以下结论：
（1）故障过程中，B、C相故障持续388毫秒，A、B相故障持续362毫秒，此两种故障重叠时间为75毫秒，整个故障过程持续时间675毫秒；
（2）结合开关跳闸情况及保护动作行为，继而可推出，35kV低备Ⅰ线过流Ⅰ段保护（其定值16A，时间0.3S）动作，开关跳闸切除了发生BC相故障的线路，随后35kV低备Ⅱ线过流Ⅰ段（其定值18A，0.3S）及#2主变35kV侧后备保护（其定值12A，速断Ⅱ时限0.6S）动作几乎同时跳开低备Ⅱ线出线开关及#2主变35kV侧开关，切除了发生在#2主变35kV侧相间故障；
（3）35kV母差保护未动作，判断为母线无问题，35kV线路故障引起主变35kV侧开关跳闸。
2.3事故处理
调度员在得出上述结论后，立即拉开35kV低备Ⅰ线、低备Ⅱ线线路开关，合上#2主变35kV侧开关对35kV母线送电，从而恢复其他线路的正常供电。从调度员接到汇报到对35kV母线恢复送电，用时约5分钟；较平常先现场检查设备，然后送电，时间缩短了约30分钟。
2.4现场检查
变电运维人员现场检查保护动作情况与调度自动化系统反应的情况一致。现场故障录波情况与调度员查看的录波情况也完全一致。线路巡线人员发现在35kV低备Ⅰ、Ⅱ线#18同塔附近，35kV低备Ⅰ线B相断线，根据导线痕迹判断为B相导线断线后相继与其C相导线发生短路，接着又与低备Ⅱ线的A相导线发生短路，很好的印证了调度员的判断。
结论
通过以上两例电力系统发生的异常和事故，值班调度员充分利用传至调度端的故障录波器，调取故障录波，结合保护信号、设备跳闸情况，很快对事故进行了准确的判断，大大提高了事故处理的速度和效率，不仅为电网的安全运行提供有力保障，而且为保证用户的正常供电抢得了时间。可见，故障录波器对值班调度员在电网发生异常或事故时十分重要。
所以，我们不仅要学会故障录波器在中性点接地系统中线路跳闸后，通过调取故障录波信息来为设备运行维护单位快速查找故障点[4]提供帮助，而且还要学会在设备发生异常信息及中性点非接地系统中线路跳闸后如何利用好故障录波器，快速隔离故障和恢复用户的正常供电。
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