【摘  要】本文对赤峰新城热电公司2*300MW燃煤热电机组220KV高压线路发生的各种常见类型故障波形进行分析总结，其中包括单相接地短路、两相短路、两相接地短路和三相短路的故障录波图。根据各种故障类型的特点进行归纳整理，为各种电压等级的高压输电线路发生的典型事故案例提供分析思路、提供最基本的参考点。

【关键词】故障录波图;故障类型;分析

前言

近年来，随着经济社会的快速发展，对于电力企业的容量需求和可靠性要求不断提高，各种形式的新能源大规模接入电网，促使电力系统的规模迅速扩大，设备运行和保护控制的手段也越来越复杂，再加上环境因素、设备老化及各种人为原因导致电力系统事故发生的风险性也随之提高，所造成的事故波及范围也相应增大，对现有的经济发展和社会稳定造成了较大的影响。因此，分析和研究故障发生规律、故障发生特点，并采取相应的防范措施，可以有效地减少事故的发生。故障动态过程记录故障发生前、发生时、发生后的波形和数据的全过程，是进行故障规律分析研究的重要依据，被称为分析电力系统的基石。因此，分析故障录波图是评价继电保护动作行为，分析设备故障原因，查找事故发生位置的重要手段。

1 单相接地短路故障录波图分析

1.1 故障情况简述

220KV输电线路系统接线如图所示，故障前龙松1号线1QF、2QF都在合位。龙松1号线配置了CSC-103四方线路保护装置和PSL-603U国电南自线路保护装置，且每套主保护均为分相式电流差动保护，两套线路保护重合闸均投单重方式。

龙松1号线非出口处发生A相接地故障，两侧分相电流差动保护A相动作，A相接地距离I段保护动作，A相零序过电流I段保护动作，两侧A相断路器动作跳闸，约0.7S后两侧A相断路器重合成功后继续运行。

1.2 录波图分析

故障前40ms三相电压对称，无零序电压。三相电流为对称负荷电流，无零序电流。

故障从0ms开始，A相电压下降，B、C相电压较故障前基本保持不变，出现零序电压。0ms时刻，A相电流升高，故障期间B、C相电流略有变化，其中B相电流幅值略有下降，C相电流幅值略有上升，出现零序电流。故障电流共持续了2.5个周波，约50ms。

第一套保护约在20ms时A相跳闸出口，第二套保护约在23ms时A相跳闸出口。断路器开断时间约30ms。出口继电器返回时间约30ms。

第一套保护重合闸脉冲大约在700ms时发出，第二套保护重合闸脉冲大约在703ms时发出。由于合闸后，没有再次出现故障分量，说明发生的是瞬时性故障。

滞后约100度，说明发生的是正方向A相接地短路故障。综上所述，就此推断故障点发生的是瞬时性正方向A相接地短路故障。

2 两相短路故障录波图分析

2.1 故障情况简述

龙松1号线非出口处发生AB两相短路，两侧分相电流差动保护A相、B相和C相均动作，相间距离I段保护动作，零序过电流I段保护动作，两侧三相断路器均动作跳闸。

2.2 录波图分析

故障前40ms三相電压对称，无零序电压。三相电流为对称负荷电流，无零序电流。

故障从0ms开始，A、B两相电压下降，C相电压较故障前基本保持不变。0ms时刻，A、B两相电流升高，且幅值基本相等、相位相反，故障期间C相电流较故障前也基本保持不变。故障电流共持续了3个周波，约60ms。由于故障期间没有出现零序电压和零序电流，说明发生的是相间短路故障。

AB故障相间电压超前AB故障相间电流75度。综上所述，就此推断故障点发生的是AB两相短路故障。

3 两相接地短路故障录波图分析

3.1 故障情况简述

龙松1号线非出口处发生AB两相接地短路故障，两侧分相电流差动保护A相、B相和C相均动作，相间距离I段保护动作，零序过电流I段保护动作，两侧三相断路器均动作跳闸。

3.2 录波图分析

故障前40ms三相电压对称，无零序电压。三相电流为对称负荷电流，无零序电流。

故障从0ms开始，A、B两相电压下降，C相电压较故障前基本保持不变，出现零序电压。0ms时刻，A、B两相电流升高，且幅值基本相等、相位相反，故障期间C相电流较故障前也基本保持不变，出现零序电流。故障电流共持续了3个周波，约80ms。由于故障期间出现了零序电压和零序电流，说明发生的是接地短路故障。

AB故障相间电压超前AB故障相间电流75度，且滞后约100度，说明故障点发生的是正方向相间接地短路故障。综上所述，就此推断故障点发生的是正方向AB两相接地短路故障。

4 三相短路故障录波图分析

4.1 故障情况简述

龙松1号线非出口处发生ABC三相短路故障，两侧分相电流差动保护A相、B相和C相均动作，相间距离I段保护动作，零序过电流I段保护动作，两侧三相断路器均动作跳闸。

4.2 录波图分析

故障前40ms三相电压对称，无零序电压。三相电流为对称负荷电流，无零序电流。

故障从0ms开始，A、B、C三相电压同时下降。0ms时刻，A、B、C三相电流同时升高。故障电流共持续了3.5个周波，约93ms。由于故障期间没有出现零序电压和零序电流，说明发生的是相间短路故障。

A相故障相电压超前A相故障相电流75度，B相故障相电压超前B相故障相电流75度，C相故障相电压超前C相故障相电流75度。综上所述，就此推断故障点发生的是ABC三相短路故障。

5 结论

本文所研究的方向对接地短路和相间短路做了系统的概括，同时通过220KV系统侧故障录波图的分析，可以初步判断出高压输电线路具体发生的各种故障类型，这是提高电力设备安全稳定运行的有效方式，也是提高电力系统安全稳定性的重要举措，同时也是提高电网供电可靠性的重要手段。目前国家电网和发电企业许多继电保护检修人员做了大量的研究工作，研究结果表明，通过故障录波图分析，可以快速锁定高压输电线路发生的故障类型和故障位置。但由于近年来电力系统规模的迅速扩大，实际在各种电压等级的输电线路上发生的各种类型故障，其故障波形会有一定的波動。如果仅凭高压输电线路的故障录波图进行分析，很难直接锁定故障类型和故障位置。因此，高压线路故障录波图分析需要结合一线检修技术人员大量的现场实际工作经验，才能更好地对高压输电线路的故障类型和故障位置进行判断。

参考文献：

[1] 薛峰.怎样分析电力系统故障录波图[M].北京：中国电力出版社，2014.

[2] 国家电力调度通讯中心.电力系统继电保护实用技术问答（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2000.

作者简介：

于海洋（1992.10），男，蒙古族，辽宁沈阳人，大学本科，助理工程师，继电保护技术员，国家电力投资集团有限公司内蒙古能源有限公司赤峰新城热电公司。

（作者单位：内蒙古锡林郭勒白音华煤电有限责任公司赤峰新城热电分公司）