发电机组故障及试验综合分析软件的开发与研究
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摘要
电力系统中网际互联及电网的不断扩大使电力系统中的故障更
加复杂，电力系统中的故障分析为电力系统规划、设计和运行提供
了工具和手段，是电力系统保护设备及安全自动装置研究与检测的
基础。随着发电机组容量的不断增大，其在电力系统中的重要性不
断突出，因此迫切需要发电机组故障录波分析装置监测其运行，保
障故障后迅速查找故障原因。全面完整的故障录波要求有详细完善
的故障分析软件的支持。
本文主要针对丰满水电厂1#机组故障录波装置开发出了发电
机组故障及试验综合分析软件。本软件实现了发电机组故障分析及
发电机试验分析两大功能。
本文利用VB软件开发平台开发出了发变组故障综合分析软
件，用于分析发电机组各种故障及异常状况。本软件提供了灵活的
波形显示及录波设置、启动判据投退、定值整定功能。同时，它针
对发变组的故障特点：如定子接地故障、发电机匝间短路、相间短
路、低励失磁等故障专门计算一些典型故障参量——派生值，如电
压三次谐波U3、零序分量U0、负序功率P2、机端阻抗Z，用于
协助全面详细地分析故障。
本文针对现场进行试验的需求，利用现场录波装置进行试验录
波，开发出试验分析软件。分别针对空载试验、短路试验及甩负荷
试验绘制空载饱和及非饱和曲线、短路曲线及甩负荷频率、水压、
接力器行程、功率曲线，同时计算发电机试验参数，如饱和度，短
路比，接力器不动时间等。
In power system, connection among electric networks and
expanding of electric networks make transient conditions more
complicated. Fault record analyzing monitors power plant
responses to transient situations. It not only provides tools and
methods for power system designing and running, but also
gives basis for monitoring and calibration of relays and
automatic facilities. With the ultimate installation of power
plant increasing, the importance of the stability of generators
increases and the record and analysis facility for faults in
generator and transformer units is in great need. These abstract
fault records need analysis software to give whole and detailed
analyzing.
For supporting the fault record facility in No.1 generator in
Fengman Hydropower Plant, an integrated analysis software for
power sets was developed. This software includes two software
modules: the module for fault record analyzing and the module
for experiment record analyzing.
Based on the VB IDE (Integrated Development Environment), a
fault record analyzing software for power set was made
out .For analyzing typical generator faults such as stator
shortcircuit, shortcircuit between coils, shortcircuit between
phases, excitation current losing, the software could provide
specific data computing such as U3,U0, 12,z, 8. Besides
performing data analyziqg in various gy~phic and tabular forms,
it also has remote control functions that could set record
parameters and triggering points through the master computer.
According to the experiment type, the generator experiment-
analyzing program draws out waveforms of 0-load test, three-
phase shortcircuit test and sudden load-throwing test, and
figure out some specific generator parameters.
加复杂，电力系统中的故障分析为电力系统规划、设计和运行提供
了工具和手段，是电力系统保护设备及安全自动装置研究与检测的
基础。随着发电机组容量的不断增大，其在电力系统中的重要性不
断突出，因此迫切需要发电机组故障录波分析装置监测其运行，保
障故障后迅速查找故障原因。全面完整的故障录波要求有详细完善
的故障分析软件的支持。
本文主要针对丰满水电厂1#机组故障录波装置开发出了发电
机组故障及试验综合分析软件。本软件实现了发电机组故障分析及
发电机试验分析两大功能。
本文利用VB软件开发平台开发出了发变组故障综合分析软
件，用于分析发电机组各种故障及异常状况。本软件提供了灵活的
波形显示及录波设置、启动判据投退、定值整定功能。同时，它针
对发变组的故障特点：如定子接地故障、发电机匝间短路、相间短
路、低励失磁等故障专门计算一些典型故障参量——派生值，如电
压三次谐波U3、零序分量U0、负序功率P2、机端阻抗Z，用于
协助全面详细地分析故障。
本文针对现场进行试验的需求，利用现场录波装置进行试验录
波，开发出试验分析软件。分别针对空载试验、短路试验及甩负荷
试验绘制空载饱和及非饱和曲线、短路曲线及甩负荷频率、水压、
接力器行程、功率曲线，同时计算发电机试验参数，如饱和度，短
路比，接力器不动时间等。
In power system, connection among electric networks and
expanding of electric networks make transient conditions more
complicated. Fault record analyzing monitors power plant
responses to transient situations. It not only provides tools and
methods for power system designing and running, but also
gives basis for monitoring and calibration of relays and
automatic facilities. With the ultimate installation of power
plant increasing, the importance of the stability of generators
increases and the record and analysis facility for faults in
generator and transformer units is in great need. These abstract
fault records need analysis software to give whole and detailed
analyzing.
For supporting the fault record facility in No.1 generator in
Fengman Hydropower Plant, an integrated analysis software for
power sets was developed. This software includes two software
modules: the module for fault record analyzing and the module
for experiment record analyzing.
Based on the VB IDE (Integrated Development Environment), a
fault record analyzing software for power set was made
out .For analyzing typical generator faults such as stator
shortcircuit, shortcircuit between coils, shortcircuit between
phases, excitation current losing, the software could provide
specific data computing such as U3,U0, 12,z, 8. Besides
performing data analyziqg in various gy~phic and tabular forms,
it also has remote control functions that could set record
parameters and triggering points through the master computer.
According to the experiment type, the generator experiment-
analyzing program draws out waveforms of 0-load test, three-
phase shortcircuit test and sudden load-throwing test, and
figure out some specific generator parameters.
引文
1．常胜等，大机组专用故障记录与分析装置的研制，《全国高等学校电力系统及其自动化专业第十二届学术年会论文集》，1996
2．周忠福，变电所多CPU微机故障监测系统，《中国电力》，1995．2．
3．李文伟，GPS在故障录波器中的应用，武汉水利电力学院学位论文，1998．6．
4．李再华，微机型故障录波装置的研制，中国农业大学学位论文，1998．3．
5．姜显忠，电力系统动态参数录波技术的研究，哈尔滨工业大学学位论文，1997．12．
6．韩冰，微机式故障录波器的改进，《黑龙江电力技术》，1993．3．
7．胡继军，故障录波器的发展状况，《广西电力技术》，1996．1．
8．李连昌，微机型故障录波器综述，《电力情报》，1996．1．
9．幺克曼等，电网故障信息管理系统，《电力情报》，1996．4．
10．李军等，微机故障录波器数据联网方案的探讨及应用，《山东电力技术》，1997．4．
11．电力科学研究院，华中电网故障录波器联网研究方案，1997．11．
12．池伟，220KV系统微机故障录波器数据联网初探，《浙江电力》，1995．3．
13．华东电管局，华东500KV系统故障录波器联网情况简介，1996
14．马安平等，一种提高谐波分量测量精度新算法的计算机仿真及算法修正，《电测与仪表》，1999．3．
15．赵渊，电力系统谐波分析仪算法研究，《电工技术》，1999．9．
16．唐统一，电力系统畸变波形监测展望，《中国电力》，1997．6．
17．邓德恩等，电网短路电流录波仪的研制，《电测与仪表》，1997．4．
18．李庆波等，采样计算式测量方法的特点及应用，《电测与仪表》，1999．9．
19．郭江等，便携式计算机辅助测试系统及其在水电厂现场测试中的应用，《测控技术》，1997．8．
20．邰能灵，三峡大型机组的内部故障分析与保护配置研究，《电网技术》，1999．1．
21．王维俭，大型发电机变压器组继电保护的现状与发展，《电力系统自动化》，1997．6．
22．大机组继电保护调查报告，《电力自动化设备》，1996．5．
23．大机组继电保护工作会议纪要，《电力自动化设备》，1996．5．
24．金文龙等，全国110KV及以上等级电力变压器短路损坏事故统计分析，《电网技术》，1999．6．
25．王立新等，京津唐电网继电保护装置异常停运分析，《中国电力》，1999．2．
26．王立新，1998年华北电网继电保护运行情况，《华北电力技术》，1999．3．
27．黄少锋，大型发电机组失磁保护新判据的初探，《电力情报》，1997．3．
28．段乃娴，国产20万KW汽轮发电机三次谐波电压实测与分析，《电力系统自动化》，1987．11．
29．苏洪波，高灵敏度的三次谐波时发电机定子接地保护，《电力系统自动化》，1997．3．
30．袁毅，一起变电所母线电压互感器铁磁谐振事故的分析，《电网技术》，1999．6．
31. Chiew-Yann Chiou et al, Powerful Personal Computer-based Plant Transient Recording And Analysis System, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 8, No. 3, August 1993
32．郭强等，GPS同步时钟用于电力系统暂态稳定控制的初步研究
33．曹孝宁等，高性能电网谐波分析仪，《电力系统自动化》，1996．12．
34．王维俭，侯炳蕴，《大型机组继电保护理论基础(第二版)》，水利电力出版社，1989．9．
35．王维俭，《电气主设备继电保护原理与应用》，中国电力出版社，1996．1．
36．李素芯，《继电保护》，中国电力出版社，1998．7．
37．山西省电力工业局编，《继电保护》，中国电力出版社，1997．7．
28．国家电力调度中心编，《发电机变压器继电保护应用》，中国电力出版社，1998．3．
39．《电气试验技能培训教材》，中国电力出版社，1998．9．
40．韩祯祥，《电力系统稳定》，中国电力出版社，1995．5．
41．扬奇逊，《微型机继电保护基础》，水利电力出版社，1988．11．
42．李光琦，《电力系统暂态分析》，水利电力出版社，1995．5．
43．于继渊，《集成A/D和D/A转换器应用技术》，国防工业出版社，1989．2．
44．《Visual Basic 5.0中文版程序设计》，清华大学出版社，1997．11．
45．《MCSD：VISUAL BASIC 5学习指南》电子工业出版社，1998．9．
46．崔洪斌等，《如何开发Windows环境下的图形用户界面应用程序》，电子工业出版社，1997．2．
2．周忠福，变电所多CPU微机故障监测系统，《中国电力》，1995．2．
3．李文伟，GPS在故障录波器中的应用，武汉水利电力学院学位论文，1998．6．
4．李再华，微机型故障录波装置的研制，中国农业大学学位论文，1998．3．
5．姜显忠，电力系统动态参数录波技术的研究，哈尔滨工业大学学位论文，1997．12．
6．韩冰，微机式故障录波器的改进，《黑龙江电力技术》，1993．3．
7．胡继军，故障录波器的发展状况，《广西电力技术》，1996．1．
8．李连昌，微机型故障录波器综述，《电力情报》，1996．1．
9．幺克曼等，电网故障信息管理系统，《电力情报》，1996．4．
10．李军等，微机故障录波器数据联网方案的探讨及应用，《山东电力技术》，1997．4．
11．电力科学研究院，华中电网故障录波器联网研究方案，1997．11．
12．池伟，220KV系统微机故障录波器数据联网初探，《浙江电力》，1995．3．
13．华东电管局，华东500KV系统故障录波器联网情况简介，1996
14．马安平等，一种提高谐波分量测量精度新算法的计算机仿真及算法修正，《电测与仪表》，1999．3．
15．赵渊，电力系统谐波分析仪算法研究，《电工技术》，1999．9．
16．唐统一，电力系统畸变波形监测展望，《中国电力》，1997．6．
17．邓德恩等，电网短路电流录波仪的研制，《电测与仪表》，1997．4．
18．李庆波等，采样计算式测量方法的特点及应用，《电测与仪表》，1999．9．
19．郭江等，便携式计算机辅助测试系统及其在水电厂现场测试中的应用，《测控技术》，1997．8．
20．邰能灵，三峡大型机组的内部故障分析与保护配置研究，《电网技术》，1999．1．
21．王维俭，大型发电机变压器组继电保护的现状与发展，《电力系统自动化》，1997．6．
22．大机组继电保护调查报告，《电力自动化设备》，1996．5．
23．大机组继电保护工作会议纪要，《电力自动化设备》，1996．5．
24．金文龙等，全国110KV及以上等级电力变压器短路损坏事故统计分析，《电网技术》，1999．6．
25．王立新等，京津唐电网继电保护装置异常停运分析，《中国电力》，1999．2．
26．王立新，1998年华北电网继电保护运行情况，《华北电力技术》，1999．3．
27．黄少锋，大型发电机组失磁保护新判据的初探，《电力情报》，1997．3．
28．段乃娴，国产20万KW汽轮发电机三次谐波电压实测与分析，《电力系统自动化》，1987．11．
29．苏洪波，高灵敏度的三次谐波时发电机定子接地保护，《电力系统自动化》，1997．3．
30．袁毅，一起变电所母线电压互感器铁磁谐振事故的分析，《电网技术》，1999．6．
31. Chiew-Yann Chiou et al, Powerful Personal Computer-based Plant Transient Recording And Analysis System, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 8, No. 3, August 1993
32．郭强等，GPS同步时钟用于电力系统暂态稳定控制的初步研究
33．曹孝宁等，高性能电网谐波分析仪，《电力系统自动化》，1996．12．
34．王维俭，侯炳蕴，《大型机组继电保护理论基础(第二版)》，水利电力出版社，1989．9．
35．王维俭，《电气主设备继电保护原理与应用》，中国电力出版社，1996．1．
36．李素芯，《继电保护》，中国电力出版社，1998．7．
37．山西省电力工业局编，《继电保护》，中国电力出版社，1997．7．
28．国家电力调度中心编，《发电机变压器继电保护应用》，中国电力出版社，1998．3．
39．《电气试验技能培训教材》，中国电力出版社，1998．9．
40．韩祯祥，《电力系统稳定》，中国电力出版社，1995．5．
41．扬奇逊，《微型机继电保护基础》，水利电力出版社，1988．11．
42．李光琦，《电力系统暂态分析》，水利电力出版社，1995．5．
43．于继渊，《集成A/D和D/A转换器应用技术》，国防工业出版社，1989．2．
44．《Visual Basic 5.0中文版程序设计》，清华大学出版社，1997．11．
45．《MCSD：VISUAL BASIC 5学习指南》电子工业出版社，1998．9．
46．崔洪斌等，《如何开发Windows环境下的图形用户界面应用程序》，电子工业出版社，1997．2．