论文总字数：17724字

摘 要

故障录波装置对于故障情况的分析，是以各种故障数据为基础，它可以帮助提高电力系统的运作和管理功能，是保证运行的安全性和可靠性的重要方式之一。

本篇文章先讲述了故障录波装置的一些基本理论，包括工作原理及其在电力系统中的作用，典型的波形曲线和数据格式。接着讲述并比较了目前微机保护领域中使用比较多的各种电气信号特征量算法，着重介绍了全波差分傅里叶算法。然后，以目前的对电力仿真的发展为基础，描述了对于如何实现仿真的一个基本思路。如果可以在电力系统中，加入对于故障录波装置的仿真，对工作人员处理故障的能力也一定会起到很大的鼓动作用。

关键词：故障录波；录波数据；数据处理；波形仿真

Design of simulation software for fault recorder

Abstract

Fault recording device for fault analysis, is based on a variety of fault data, it can help improve the operation and management function of power system, is one of the important ways to ensure the safety and reliability of operation.

This paper first describes some basic theories of fault recorder, including working principle and its role in power system, typical waveform curve and data format. Then, it describes and compares various electrical signal characteristic quantity algorithms which are widely used in the field of microprocessor-based protection, especially the full wave differential Fourier algorithm. Then, based on the current development of power simulation, a basic idea of how to realize simulation is described. If we can add the simulation of fault recording device in the power system, it will certainly play a great role in encouraging the staff to deal with the fault.

Keywords:Fault recorder; Recording Data, Data Processing,Waveform Simulation

目 录

第一章 绪论 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文主要研究内容及章节安排 2

1.4 本章小结 3

第二章 故障录波装置的理论基础 4

2.1 故障录波装置的工作原理 4

2.2 故障录波装置的作用 4

2.3 典型故障录波的波形曲线 5

2.3.1 单相接地故障 5

2.3.2 相间接地故障 5

2.3.3 三相故障 6

2.4 典型故障录波的数据格式 7

2.5本章小结 7

第三章 故障录波数据处理及分析 8

3.1 常用算法及特点 8

3.1.1 常用算法的介绍 8

3.1.2 常用算法比较 10

3.2 全波差分傅里叶算法 11

3.3 本章小结 12

第四章 故障录波仿真实现的基本方法及思路 13

4.1 实现的主要步骤 13

4.2仿真功能 14

4.3 总体设计 14

4.3.1 坐标系的确认 14

4.3.2 绘图技术 15

4.4 数据采集 15

4.4.1 数据采集系统的功能 15

4.4.2 数据采集系统的技术指标 16

4.5 本章小结 16

第五章 结论与展望 17

5.1工作总结 17

5.2进一步研究方向 17

致 谢 18

参考文献 19

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

目前，随着国家经济的发展，电力系统的发展也不停的扩大优化，我国的电力系统自动化的水平也越来越高，一些供电系统的变电站从曾经的有人值守变化成成无人值守，在未来，越来越多的重要变电站也会变得无人值守。与此同时，人们越来越注重电力系统的安全性和可靠性。近年来，因为自然灾祸、系统设施的老化以及某些人为缘由，不可避免的造成了一些电力系统的故障。对我们人民生活最直观的影响就是发生了大面积停电，这不仅是打乱了我们的正常的生活生产活动，还对我们国家也造成了巨大的影响和严重的经济损失。因此，如果能够及时、准确地剖析出故障的发生缘由，分析、研究故障发生时的规律，并且及时采取相应补救措施，对事故原因处理得当，就能够有用地减少这些故障的发生。精确无误的记录故障发生前后的波形和数据，是进行对故障规律研究的基础，故障录波装置就是达到如此要求的研究工具^[1]。

录波数据采集装置能够记录下电力系统大扰动（如短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等）发生后引起的的系统电压、电流及导出量变化过程及继电保护与安全自动装置的动作行为^[2]，并将采集数据存储为COMTRADE标准格式的录波数据文件；通过录波装置的得到的数据结果，将采用专门的软件系统来进行剖析整合，为现场工作的继电保护技术人员正确分析事故原因、研究反事故对策、处理事故、评价继电保护功能和装置运行状况等提供依据^[3]。

对于故障录波的数据分析，由专门的故障录波装置采集重要的电压、电流等信号波形，然后进行简单的故障判断及分析，接着将记录的结果及分析结果送到远方某个录波主站进行进一步综合处理^[4]。这样的录波装置类型，在国内外的发展研究中，研究的技术比较成熟，但随着数字化变电站的发展，这种方式无法适应现在的发展，表现在：

（1）录波方法不太相同，网络上每个节点录波时间不一样，分析与查询就变得不太方便。

（2）数据的安全性依然不能够让人满意。出于直流消失、误操作等缘由会影响录波结果，甚至导致失败。

（3）数据结果的输出方法过于浅显，规定无法达到一致，对组网、数据的远距离传输及对结果的整合分析不太便捷。

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