国电南自故障录波装置

湖北湖开电力工程有限公司

YS-900A-G
故障录波及测距装置
章、概述
1.1应用范围
该装置设计采用FPGA结合嵌入式实时操作系统，适应电力系统发展需求的嵌入式电信记录、分析装置。具有可扩展性好、时间延时小、实时在线监视等优点，提供多种模式的分析手段，适应不同层次的客户使用，操作简便。
1.2技术特点
1.分布式架构设计：
本装置采用分布式架构设计，可以根据接入量使用多个采集单元，同时配有集中管理单元，将各个采集单元的数据进行合成。
2.嵌入式硬件、嵌入式操作系统：
采用FPGA以及高速X86进行采集处理，本系统基于Intel Haswell平台，使用Intel Celeron 2980U 处理器。数据采集及打时间戳均由FPGA完成，采集到的数据通过PCI-express 总线传输至主处理器进行数据分析，无论是数据采集、传输还是运算方面均可打到很高的性能。
3.分布式大容量存储：
录波单元配有两块硬盘，暂稳态独立存储，使数据更加安全。
1.3遵循标准
GB/T 2423.1－2001 电工电子产品环境试验 *2部分:试验方法 试验A:低温（idt IEC 60068－2－1:1990）
GB/T 2423.2－2001 电工电子产品环境试验 *2部分:试验方法 试验B:高温（idt IEC 60068－2－2:1974）
GB/T 2423.9 电工电子产品环境试验 *2部分:试验方法 试验Cb:设备用恒定湿热（idt IEC 60068－2－56:1988）
GB/T 2887－2000 电子计算机场地通用规范
GB/T 7261－2000 继电器及装置基本试验方法
GB/T 9361 计算机场地安全要求
GB/T11287－2000 电气继电器 *21部分：量度继电器和保护装置的振动冲击碰撞和地震实验 *1篇：振动实验（正弦波）
GB/T14537－1993 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验（idt IEC 60255–21–2:1988）
GB/T14598.9－2002 电气继电器 *22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 *3篇：辐射电磁场扰试验（idt IEC 60255－22－3:2000）
GB/T14598.10－1996 电气继电器 *22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 *4篇：快速瞬变干扰试验（idt IEC 60255－22－4:1992）
GB/T14598.13－1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 *1部分：1MHz脉冲群干扰试验（eqv IEC 60255－22－1:1988）
GB/T14598.14－1998量度继电器和保护装置的电气干扰试验 *2部分：静电放电试验（idt IEC 60255－22－2:1996）
GB/T14598.16－2002 电气继电器 *25部分：量度继电器和保护装置的电磁发射试验(idt IEC60255－25:2000）
DL/T 663－1999 220～500KV电力系统故障动态记录装置检测要求
DL/T 667－1999 远动设备及系统 *5部分：传输规约 *103篇：继电保护设备信息接口配套标准（idt IEC60870－5－103:1997）
IEC 60255－22－5:2002电气继电器 *22－5部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验——浪涌抗扰度试验
IEC 60255–22–6:2001 电气继电器 *22–6部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验——射频场感应的传导干扰的抗扰度
IEC 60255–22–7:2003 电气继电器 *22–5部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验——工频抗扰度试验
IEC 60255－24:2000 电气继电器 *24部分：电力系统数据交换的一般格式
DL/T 860.81 变电站通讯网络和系统 *8-1部分：特定通信服务映射（SCSM）映射到MMS（ISO／IEC9506 *二部分）和ISO／IEC8802-3
DL/T 860.92 变电站通讯网络和系统 *9-2部分：特定通信服务映射（SCSM）通过ISO／IEC8802-3传输采样测量值

录波启动原理介绍
4.1突变启动
其中: ：为k时刻电压、电流采样值。
：k时刻之**周波的电压、电流采样值（N为一个工频周期的采样点数）。
k时刻之前两周波的电压、电流采样值（N为一个工频周期的采样点数）。
当 连续大于定值三次（1ms）突变启动
4.2 交流越限启动：
采样全周傅氏算法：
当有效值连续大于10ms，越限启动
4.3 序量及功率启动算法：
4.4 变压器发电机启动
4.4.1 负序功率增量方向启动
负序增量方向启动主要反映发电机或变压器的不对称故障。
启动原理：
变压器发生内部不对称故障时，必有负序功率输出；当系统发生不对称故障或不对称负荷时，负序功率一定是由外部系统流入变压器。所以该启动采用故障分量负序电压和故障分量负序电流构成的负序增量方向启动。
故障分量负序功率定义如下：
式中 --------负序电压故障分量
----------负序电流故障分量的共轭相量
---------负序方向继电器的灵敏角,这里取 =
动作判据为：
ΔU2＞
ΔI2＞
即：同时满足
ΔP2/3>
式中 ------------启动动作ΔP2阈值
-------------启动动作ΔU2阈值
-------------启动动作ΔI2阈值
动作灵敏角为 ，动作区为 。
4.4.2 **定子接点启动：
Un3 × Kset > Us3
Us>1V
其中Us3 机端零序电压三次谐波
Un3 机端中性点电压三次谐波
4.4.3 失磁启动:
Uab Ubc Uca Q<0(无功反相)
机端Uab Ubc Uca 同时低电压且发电机无功反相
过激磁启动：
其中 :发电机或者变压器A相电压
:57.74V
:发电机或者变压器频率
:50Hz
:过激磁倍数

常见问题的处理
 GPS天线插入插座，读取GPS信息，消息窗口显示：GPS天线无效、时钟无效。
原因分析：可能是GPS天线的接头没有压接好，需重新压接；也可能是连接天线的电缆，在电缆沟里被拉扯断，需重新铺设。铺设时，电缆应加套PVC套管。
 读取GPS信息，消息窗口显示：GPS天线有效、时钟有效；但捕获的卫星数始终为S=0。
原因分析：应检查天线接收器周围是否有遮挡物，需要重新选择安装位置。
 读取装置时钟，消息窗口显示的ARM1、ARM2时钟不一致。
原因分析：这是因为对时接口单元(CLOCK)没有接入有效的时钟信息，ARM1、ARM2单元按各自内部的时钟走时。如果暂时没有外部对时信号，可通过“校验”→“预置时钟”菜单将ARM1、ARM2单元的时钟统一到录波管理单元时钟。
 故障模拟试验，故障测距不准
可能的原因 处理方法
采样值不准 重新进行刻度校准
电流电压相角不正确 打开录波文件，观察对应线路的电压电流相角是否正确，如不正确，则检查输入线是否接反，重新接线后，再做一次试验。
故障点**出测量范围 在定值软件中检查输入的线路长度是否正确。
互感器二次侧电流设置不正确 在定值软件中检查输入的“二次侧电流”是否正确。
需要说明的是，软件的实际测距范围是输入线路长度的1.5倍，**出此距离的故障，软件将认为是区内无故障。
线路阻抗参数设置不正确 在定值软件中检查输入的线路阻抗参数是否正确。
线路电压等级、电流变比设置不正确 在定值软件中检查输入的线路电压等级、电流变比是否正确。
测试仪的二次阻抗输出不正确 务必保证测试仪输出为互感器二次侧的阻抗，否则将测距不准。
试验的阻抗角设置不正确 测试仪的输出阻抗角度必须设置在*的范围内，请按下列规则设置阻抗角：
1、 单相故障：角度为－10°到110°
2、 相间故障：相对角度在±10°
3、 三相故障：相对角度在±10°
6. 维护手册
6.1 设备的周检及维护
设备的周检及维护至少包括以下内容：
6.1.1 清扫设备内部各安装单元表面的灰尘 ，特别是通风、散热孔处的灰尘。
6.1.2 检查导线的绝缘是否良好。接线端子有无松动。
6.1.3 检查录波器ARM单元与录波管理单元的通讯状态。
“WY9录波管理软件”界面下方的暂态录波/稳态录波指示灯为绿色；工具栏无灰掉的项目，说明ARM单元与录波管理单元的通讯正常。
6.1.4 装置自检。
在“WY9录波管理软件”界面工具栏点击“装置自检”，界面下方的消息窗口将反馈自检信息，检查设备有无出错、告警信息。
6.1.5 检查录波器时钟是否正确。
在“WY9录波管理软件”界面工具栏点击“装置时钟”，界面下方的消息窗口将反馈暂态录波/稳态录波单元的内部时钟，两个单元的时钟应正确并完全一致。
如果设备内置卫星接收模块或配置有GPS授时单元，还应在“WY9录波管理软件”界面工具栏点击“GPS信息”，检查GPS的状态是否正常。
6.1.6 定值校核
在录波管理软件界面，点击工具栏“提取定值”；然后。点击“编辑定值”打开定值编辑软件，打印输出定值单，检查定值是否与要求的定值一致。
6.1.7 测量精度校验。在录波管理软件界面选择“通道信息”页面，检查输入量与测量值是否一致。
6.1.8 打印功能检查。
开启打印机电源，打印测试页，检查打印的色带、机械部件有无异常。选择一个录波文件，双击打开录波图软件，打印波形。检查打印的波形是否正常。
6.1.9 文件清理
将U盘插入到录波管理单元USB接口。
在录波管理软件界面”管理机文件”页面，选择故障文件条目，右键选择“备份”，选择路径将故障文件备份到U盘；
应注意：不要直接从Data目录下拷贝文件，因为每次录波文件包括*.dat 、*.cfg 、*.lne同名的三个文件，从Data目录下拷贝文件容易拷漏文件。
另外，也不要直接从Data目录下删除文件，因为这样不会删除数据库中的相关信息。
6.2 软件升级
6.2.1 录波器ARM单元软件升级，应在厂家技术人员的指导下进行。
6.2.2 录波管理单元软件升级，按照厂家提供的说明文档操作，但应注意升级时不能改变原有的设置，包括通道变比设置、录波器配置信息、启动定值、标记阀值、以及零漂刻度，而且录波管理单元上电启动后，应自动打开、运行升级后的软件。
6.2.2.1 升级前，建议备份工作目录下的所有文件，不包括子目录；
6.2.2.2 升级前，应备份有用的录波文件。
6.2.2.3 升级时，程序自动装入空的数据库，但不会覆盖原来的通道变比设置、录波器配置信息、启动定值、标记阀值、零漂刻度、以及其他相关设置。当启动录波管理软件时，软件自动从定值文件读取相关信息，初始化数据库。

中元华电ZH-5系列电力故障录波分析装置
1概述
ZH-5系列嵌入式电力故障录波分析装置是采用嵌入式图形系统，以及当今为先进的DSP与32位嵌入式CPU，结合高性能的嵌入式实时操作系统而设计的，适应电力系统发展需求的暂态故障记录和稳态记录装置。
本装置采用了全嵌入式设计，使用了嵌入式图形操作系统、的DSP技术、大规模FPGA技术、嵌入式实时操作系统技术、网络通信技术，并结合了电力系统的发展，特别是嵌入式图形操作系统的使用，大大提高了装置的可靠性和稳定性。
本装置采用嵌入式图形操作系统，支持键盘、鼠标和USB磁盘，其图形界面风格与Windows类似，使用简单方便。
本装置在嵌入式系统上实现了故障录波装置的全部功能，其运行、配置和维护完全脱离Windows系统，可以抵抗病毒和恶意软件的攻击。
本装置主要由DSP插件、CPU插件、液晶屏和信号变送器等组成，可以满足96路模拟量和256路开关量的接入。
2.配置概述
接入信号配置软件用于配置录波装置接入信号的名称和参数，以及接入信号与一次设备之间的关系，它是整台装置正常工作的基础。
装置在正式投运前，必须根据现场情况，正确进行接入信号配置。接入信号变化时，必须及时修改。
配置的一般原则
 ZH-5系列配线采用“先配一次设备、后配通道”的原则。配置通道时，可根据关联的一次设备，自动生成通道名称；
 对于已经关联一次设备的通道，TV或TA变比不能设置，直接采用一次设备参数中的值；
 没有接入信号的通道，建议保持为空通道（即未命名通道），不需要配置其通道名称为“保留通道”等；
通道的类型(交流电压、交流电流、直流电压、直流电流、高频)、量程、通道修正系数等参数在出厂前已经配置好，建议现场一般不要修改，以免影响精度。这些参数也不会因为通道的删除而丢失