．1裝置概述

DRL600電力系統(tǒng)故障錄波與測(cè)距裝置主要用于35kV～1000kV及以上各電壓等級(jí)的常規(guī)變電站、換流站、石化廠、鋼廠、電氣化鐵路、火電廠、水電廠、核電廠等發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)變壓器組需要故障錄波的場(chǎng)合，用于記錄電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰時(shí)有關(guān)電參量的變化過程。裝置采用相互獨(dú)立，并行運(yùn)行的硬件模塊分別實(shí)現(xiàn)用于觸發(fā)記錄的暫態(tài)錄波和用于連續(xù)記錄的長(zhǎng)態(tài)錄波，雙重錄波通過高速串行總線共享采樣數(shù)據(jù)，完成對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的“照相”和“攝像”。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

DRL600系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、暫態(tài)錄波單元、穩(wěn)態(tài)錄波單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和管理分析單元組成

1.2.1 數(shù)據(jù)采集單元

數(shù)據(jù)采集單元由6塊采集板組成，完成對(duì)96錄模擬量和192路開關(guān)量的同步采樣，并通過高速串行總線將采樣數(shù)據(jù)共享給暫態(tài)錄波單元和長(zhǎng)態(tài)錄波單元。采集板1、2、3、4為模擬量和開關(guān)量混合采集，一個(gè)板子采集24路模擬量和32路開關(guān)量采集。采集板5、6只采開關(guān)量，一個(gè)板子采集32路開關(guān)量。

1.2.2  暫態(tài)錄波單元

暫態(tài)錄波，即觸發(fā)記錄，記錄因故障、隨機(jī)擾動(dòng)或系統(tǒng)操作引起的從一種運(yùn)行狀態(tài)到另一種運(yùn)行狀態(tài)的過渡過程，在暫態(tài)過程中，電力系統(tǒng)所有運(yùn)行參數(shù)都發(fā)生變化，有些則發(fā)生激烈的變化，暫態(tài)錄波以采樣率記錄這一暫態(tài)過程。暫態(tài)錄波配置各種啟動(dòng)元件，在系統(tǒng)發(fā)生故障或擾動(dòng)時(shí)可靠啟動(dòng)并開始錄波。暫態(tài)錄波模塊采用FPGA+DSP+PowerPC嵌入式實(shí)時(shí)硬件平臺(tái)，F(xiàn)PGA通過高速串行通訊從采集模塊獲取采樣數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過共享內(nèi)存發(fā)給 DSP和PowerPC，DSP負(fù)責(zé)各種電氣參量的實(shí)時(shí)計(jì)算和各種錄波啟動(dòng)。PowerPC負(fù)責(zé)波形記錄

暫態(tài)錄波數(shù)據(jù)記錄方式

數(shù)據(jù)記錄采用 A-B段方式，A、B段全部采用采樣率記錄。

A 段： 系統(tǒng)大擾動(dòng)開始前的數(shù)據(jù)，記錄時(shí)間整定范圍:0.12s～1s，采樣率為10KHz；整定值：0.12s，10KHz

B 段： 系統(tǒng)大擾動(dòng)后初期的數(shù)據(jù)，記錄時(shí)間整定范圍:0.2s～3s，采樣率為10KHz；整定值：3s，10KHz

不定長(zhǎng)暫態(tài)錄波實(shí)現(xiàn)

單一啟動(dòng)時(shí)候就按A→B記錄，在B段記錄完就返回；如果B段有啟動(dòng)存在，就延長(zhǎng)B段，直到B段所有啟動(dòng)復(fù)歸， 當(dāng)B段記錄時(shí)間到10s時(shí)，啟動(dòng)還沒有復(fù)歸，就新開文件繼續(xù)記錄，直至所有啟動(dòng)復(fù)歸。

1.2.3  長(zhǎng)態(tài)錄波單元

長(zhǎng)態(tài)錄波，即連續(xù)記錄，裝置一上電以采樣值不間斷地連續(xù)記錄電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。長(zhǎng)態(tài)錄波以2KHz采樣率進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間記錄，采用循環(huán)覆蓋方式，7天一覆蓋。長(zhǎng)態(tài)錄波也配置了和暫態(tài)錄波同樣的啟動(dòng)元件，方便檢索、定位故障或擾動(dòng)點(diǎn)。

1.2.3  信號(hào)板單元

信號(hào)板單元維護(hù)了高分辨率、高精度實(shí)時(shí)時(shí)標(biāo)，并將實(shí)時(shí)時(shí)標(biāo)通過高速總線廣發(fā)給暫態(tài)錄波單元和長(zhǎng)態(tài)錄波單元，作為采樣點(diǎn)時(shí)戳。信號(hào)板提供B碼、分脈沖、妙脈沖＋串口報(bào)文三種對(duì)時(shí)接口，錄波信號(hào)節(jié)點(diǎn)和裝置故障節(jié)點(diǎn)從信號(hào)板開出。

B碼監(jiān)測(cè)功能：

1）B碼中斷監(jiān)測(cè)：5秒沒有收到或者收到但沒有解析出正確的B碼。

2）B碼跳變：年跳變、月跳變、日跳變，時(shí)跳變、分跳變、秒跳變。

4）B碼奇偶校驗(yàn)錯(cuò)。

5）B碼質(zhì)量異常。

6）B碼時(shí)間和本地時(shí)間的時(shí)差超過1s,進(jìn)入自守時(shí)

1.2.3  管理分析單元

錄波管理單元主要負(fù)責(zé)：故障錄波器模型建立，配置管理下發(fā)，波形文件管理，故障波形分析，

啟動(dòng)定值管理，故障測(cè)距，MMS對(duì)外通訊，每一路模擬量的實(shí)時(shí)向量監(jiān)視，有功功率、無功功率、頻率、正序電壓、負(fù)序電壓、負(fù)序電流的實(shí)時(shí)監(jiān)視以及開關(guān)量狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視。

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2 裝置特色

2.1  基于FPGA高速串行通訊的兩種記錄方式獨(dú)立并行的錄波技術(shù)

DRL600電力系統(tǒng)故障錄波與測(cè)距裝置采用“照相”和“攝像”兩種記錄方式并行的錄波方式，兩種記錄方式采用獨(dú)立硬件，互不干擾，通過FPGA的高速串行總線共享采樣回路。

2.2  大容量嵌入式存儲(chǔ)技術(shù)

DRL600電力系統(tǒng)故障錄波與測(cè)距裝置暫態(tài)錄波和長(zhǎng)態(tài)錄波直接由各自錄波CPU獨(dú)立完成，實(shí)現(xiàn)本地記錄，不依賴后臺(tái)系統(tǒng)。錄波CPU采用大容量嵌入式存儲(chǔ)技術(shù)，可保存不少于5000次的暫態(tài)錄波文件和7天長(zhǎng)態(tài)錄波。

2.3 友好的人機(jī)界面，完善的分析功能——方便、直觀、實(shí)用

采用Liunx操作系統(tǒng)，友好的圖形化界面。方便實(shí)用的實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)視輔助功能，可按設(shè)備實(shí)時(shí)顯示電流、電壓、負(fù)序量、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、向量圖等相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)視�？砂凑崭鞣N條件檢索暫態(tài)錄波數(shù)據(jù)。

錄波系統(tǒng)的分析除可查閱、顯示、打印輸出錄波波形，應(yīng)用縮放、比較、標(biāo)定等定量手段分析電壓、電流的幅值和相位、開關(guān)量的狀態(tài)和動(dòng)作順序，還可進(jìn)一步進(jìn)行序量分析、諧波分析、阻抗分析、功率P、Q分析、故障測(cè)距以及各電氣量波形任一點(diǎn)的有效值分析計(jì)算