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摘要：保证电力系统稳定运行最基本、最重要、最有效的手段之一是进行故障分析,找出故障的发生原因,采取有效防范措施。因此必须充分利用系统故障时采集到的故障数据信息来了解故障信息和分析保护动作行为。本文从现场一起典型故障入手,详细阐述了通过故障录波图形和相量图来判断短路类型的方法。现场工作人员可以通过识别及分析故障波形图中几个关键点,迅速地判断出故障的性质,从而缩短故障处理的时间,提高对故障处理的效率。
关键词：故障录波；相量关系图；短路类型
中图分类号：F407文献标识码： A
1、引言
2013年2月20日2:06某110kV变电站10kVⅠ段馈线煤气柜区加压站（一）5120开关跳闸，造成所带设备停机，事故发生后，通过检查发现该变电站至煤气柜区加压站10kV 1#进线电缆中间头发生短路，造成煤气柜区10kV1#进线停电。
2、故障经过分析
通过查看变电站录波情况及故障信息发现，初始故障为A相单相接地故障，从故障录波波形开始时间（2:06:03.1498）至（2：06：54.79）波形间断出现单相接地故障，发生频率逐渐增高。2:06:54.79开始波形连续出现单相接地故障，并于2:06:55.407发展成为AB相间故障，于2:06:55.455零序Ⅰ段保护动作，将故障线路跳开。事故发生时母线电压由正常运行时10kV降低至2.2kV，煤气柜区1#进线单相短路故障时零序电流达364.5A，两相短路时电流高达26000A，故障电流达到保护整定值持续时间约660ms后，保护可靠动作。
3、波形及相量图分析
首次单相接地波形
单相接地频率增加波形
连续单相接地波形
发展为相间短路波形
4、不同短路类型波形及相量分析
4.1单相接地短路故障录波图分析：
A相单相接地短路典型录波图
A相单相接地短路典型向量图
分析单相接地故障录播图要点：
（1）一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压。
（2）电流增大、电压降低为同一相别。
（3）零序电流相位与故障相电流同向，零序电压与故障相电压反向。
（4）故障相电压超前故障相电流约80 度左右；零序电流超前零序电
压约100 度左右。
当我们看到符合第 1 条的一张录波图时，基本上可以确定系统发生了单相接地短路故障；若符合第2 条可以确定电压、电流相别没有接错；符合第3 条、第4 条可以确定保护装置、二次回路整体均没有问题（不考虑电压、电流同时接错的问题，对于同时接错的问题需要综合考虑，比如说你可以收集同一系统上下级变电所的录波图，对于同一个系统故障各个变电所录波图反映的情况应该是相同的，那么与其他站反映的故障相别不同的变电站就需要进行现场测试）。若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。
对于分析录波图，第 4 条是非常重要的，对于单相故障，故障相电压超前故障相电流约80 度左右；对于多相故障，则是故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右；“80 度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，即线路阻抗角。
4.2 两相短路故障录波图分析：
AB相间短路典型录波图
AB相间短路典型向量图
分析两相短路故障录波图要点：
（1）两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。
（2）电流增大、电压降低为相同两个相别。
（3）两个故障相电流基本反向。
（4）故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右。
若两相短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。比如说有一条线路正常运行时负荷电流基本没有，发生故障后保护拒动。
4.3 两相短路接地故障录波图分析：
AB两相接地短路典型录波图
AB两相接地短路典型向量图
分析两相接地短路故障录波图要点：
（1）两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。
（2）电流增大、电压降低为相同两个相别。
（3）零序电流向量为位于故障两相电流间。
（4）故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右；零序电流超前零序电压约110 度左右。
若两相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析， 查找二次回路是否存在问题。
4.4 三相短路故障录波图分析：
三相短路典型波形图
三相短路典型向量图
分析三相短路故障录波图要点：
（1）三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。
（2）故障相电压超前故障相电流约80 度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。
若两相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。
5、结束语
通过对一起典型的短路故障进行分析，指出了通过波形快速分析出短路类型的方法，可以在实际运用中更快的了解故障的原因，相应的就能加快对故障的维修及处理，这可以大大的减少损失，保障电力系统的安全。
参考文献：
[1]何仰贊 、温增银，《电力系统分析》 武汉华中科技大学出版社，2002
[2]王锡凡、方万良，杜正春《现代电力系统分析》 北京科学出版社，2003
[3]张长梅、《牵引变电所相间短路保护的分析和研究》[A]. 中国电气化铁路两万公里学术会议论文集[C]. 2005
[4]刘联和、电力牵引供电系统主电路研究[J]. 华北电力大学学报. 1986(01)
[5]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典型事故分析[M].北京.中国电力出版社2003
关键词：故障录波；相量关系图；短路类型
中图分类号：F407文献标识码： A
1、引言
2013年2月20日2:06某110kV变电站10kVⅠ段馈线煤气柜区加压站（一）5120开关跳闸，造成所带设备停机，事故发生后，通过检查发现该变电站至煤气柜区加压站10kV 1#进线电缆中间头发生短路，造成煤气柜区10kV1#进线停电。
2、故障经过分析
通过查看变电站录波情况及故障信息发现，初始故障为A相单相接地故障，从故障录波波形开始时间（2:06:03.1498）至（2：06：54.79）波形间断出现单相接地故障，发生频率逐渐增高。2:06:54.79开始波形连续出现单相接地故障，并于2:06:55.407发展成为AB相间故障，于2:06:55.455零序Ⅰ段保护动作，将故障线路跳开。事故发生时母线电压由正常运行时10kV降低至2.2kV，煤气柜区1#进线单相短路故障时零序电流达364.5A，两相短路时电流高达26000A，故障电流达到保护整定值持续时间约660ms后，保护可靠动作。
3、波形及相量图分析
首次单相接地波形
单相接地频率增加波形
连续单相接地波形
发展为相间短路波形
4、不同短路类型波形及相量分析
4.1单相接地短路故障录波图分析：
A相单相接地短路典型录波图
A相单相接地短路典型向量图
分析单相接地故障录播图要点：
（1）一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压。
（2）电流增大、电压降低为同一相别。
（3）零序电流相位与故障相电流同向，零序电压与故障相电压反向。
（4）故障相电压超前故障相电流约80 度左右；零序电流超前零序电
压约100 度左右。
当我们看到符合第 1 条的一张录波图时，基本上可以确定系统发生了单相接地短路故障；若符合第2 条可以确定电压、电流相别没有接错；符合第3 条、第4 条可以确定保护装置、二次回路整体均没有问题（不考虑电压、电流同时接错的问题，对于同时接错的问题需要综合考虑，比如说你可以收集同一系统上下级变电所的录波图，对于同一个系统故障各个变电所录波图反映的情况应该是相同的，那么与其他站反映的故障相别不同的变电站就需要进行现场测试）。若单相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。
对于分析录波图，第 4 条是非常重要的，对于单相故障，故障相电压超前故障相电流约80 度左右；对于多相故障，则是故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右；“80 度左右”的概念实际上就是短路阻抗角，即线路阻抗角。
4.2 两相短路故障录波图分析：
AB相间短路典型录波图
AB相间短路典型向量图
分析两相短路故障录波图要点：
（1）两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。
（2）电流增大、电压降低为相同两个相别。
（3）两个故障相电流基本反向。
（4）故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右。
若两相短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。比如说有一条线路正常运行时负荷电流基本没有，发生故障后保护拒动。
4.3 两相短路接地故障录波图分析：
AB两相接地短路典型录波图
AB两相接地短路典型向量图
分析两相接地短路故障录波图要点：
（1）两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。
（2）电流增大、电压降低为相同两个相别。
（3）零序电流向量为位于故障两相电流间。
（4）故障相间电压超前故障相间电流约80 度左右；零序电流超前零序电压约110 度左右。
若两相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析， 查找二次回路是否存在问题。
4.4 三相短路故障录波图分析：
三相短路典型波形图
三相短路典型向量图
分析三相短路故障录波图要点：
（1）三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。
（2）故障相电压超前故障相电流约80 度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。
若两相接地短路故障出现不符合上述条件情况，那么需要仔细分析，查找二次回路是否存在问题。
5、结束语
通过对一起典型的短路故障进行分析，指出了通过波形快速分析出短路类型的方法，可以在实际运用中更快的了解故障的原因，相应的就能加快对故障的维修及处理，这可以大大的减少损失，保障电力系统的安全。
参考文献：
[1]何仰贊 、温增银，《电力系统分析》 武汉华中科技大学出版社，2002
[2]王锡凡、方万良，杜正春《现代电力系统分析》 北京科学出版社，2003
[3]张长梅、《牵引变电所相间短路保护的分析和研究》[A]. 中国电气化铁路两万公里学术会议论文集[C]. 2005
[4]刘联和、电力牵引供电系统主电路研究[J]. 华北电力大学学报. 1986(01)
[5]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典型事故分析[M].北京.中国电力出版社2003