ZH-5嵌入式故障錄波器柜 技術(shù)說明書

文檔歷史記錄ZH-5嵌入式電力故障錄波分析裝置

技術(shù)說明書

武漢中元華電科技股份有限公司W(wǎng)uhanZhongyuanHuadianScience&TechnologyCo.,Ltd文檔歷史記錄歷史記錄修改歷史記錄序號日期修改情況版本號簽字012009.2.18創(chuàng)建1.0鄭君林022009.4.09修改1.1鄭君林032009.8.10增加3、5次諧波定值，刪掉單次錄波長度定值1.2鄭君林042009.9.29增加穩(wěn)態(tài)記錄插件1.3鄭君林校閱歷史記錄序號日期校對情況簽字012009.4.7排版校對無誤李婷022009.4.09排版李婷032009.5.20校正UN,IN下標(biāo)錯誤鄭君林批準(zhǔn)歷史記錄序號日期批準(zhǔn)情況簽字012009.6.29正確張小波目錄.4.1暫態(tài)錄波記錄方式A段：系統(tǒng)大擾動開始前的數(shù)據(jù)，記錄時間為40ms～1000ms，采樣率最高為10,000Hz；B段：系統(tǒng)大擾動后初期的數(shù)據(jù)，記錄時間為400ms～10s，采樣率與A段相同；C段：系統(tǒng)大擾動后中后期數(shù)據(jù)，記錄時間最大為600s，采樣率固定為1000Hz。不定長暫態(tài)錄波的實(shí)現(xiàn)如果在C段錄波時，有突變量判據(jù)或開關(guān)量判據(jù)滿足啟動條件，則DSP以此時為新的擾動開始時刻，再次進(jìn)入A→B→C錄波狀態(tài)。直到C段不再出現(xiàn)突變量和開關(guān)量判據(jù)滿足啟動條件，最后一個C段達(dá)到整定長度后，本次錄波才結(jié)束。因此，對于某些復(fù)雜故障，可能在一個錄波數(shù)據(jù)中，出現(xiàn)多次A→B→C→A→B→C→……→A→B→C的現(xiàn)象。穩(wěn)態(tài)連續(xù)記錄原理暫態(tài)錄波插件內(nèi)置的連續(xù)記錄裝置自從啟動后，DSP不停的以1000Hz采樣率向暫態(tài)錄波插件發(fā)送實(shí)時采樣值，暫態(tài)錄波插件利用實(shí)時采樣值，生成實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)和畫面，同時將這些數(shù)據(jù)保存，成為穩(wěn)態(tài)連續(xù)記錄數(shù)據(jù)。暫態(tài)錄波插件內(nèi)置的連續(xù)記錄采用1000Hz為采樣率，可以查看到波形的相位信息，比有效值記錄方式更具有使用價值，同時數(shù)據(jù)量也大得多。通過配置大容量的存儲器，ZH-5可以保存最近至少7天的穩(wěn)態(tài)連續(xù)記錄數(shù)據(jù)。穩(wěn)態(tài)連續(xù)記錄數(shù)據(jù)采用自動循環(huán)覆蓋，滾動更新，無需人工手動清除。獨(dú)立的連續(xù)記錄插件ZH-5可選配獨(dú)立的連續(xù)記錄插件，配置后，暫態(tài)錄波插件內(nèi)置的連續(xù)記錄功能將自動被禁用。獨(dú)立的連續(xù)記錄插件可支持1000Hz,2000Hz,5000Hz的采樣率。配有獨(dú)立的連續(xù)記錄插件后，DSP以另一個獨(dú)立的通信通道，向連續(xù)記錄插件發(fā)發(fā)送實(shí)時采樣值。連續(xù)記錄插件將這些數(shù)據(jù)每隔1分鐘保存成一個錄波數(shù)據(jù)，形成連續(xù)的波形記錄。連續(xù)記錄插件可支持所有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)存儲器(NAS)，對NAS的型號和品牌沒有特殊要求。連續(xù)記錄插件也支持內(nèi)置的本地存儲器，如果同時配有網(wǎng)絡(luò)存儲器和本地存儲器，則優(yōu)先使用網(wǎng)絡(luò)存儲器，本地存儲器將作為后備存儲設(shè)備，僅當(dāng)網(wǎng)絡(luò)存儲器無法訪問時才使用。連續(xù)記錄插件保存錄波數(shù)據(jù)時，默認(rèn)采用我公司專用的ZYD格式保存所有通道的連續(xù)記錄數(shù)據(jù)，用這種方式存儲的數(shù)據(jù)可按照任意時間段進(jìn)行提取，用戶不需要關(guān)心數(shù)據(jù)的記錄方式。連續(xù)記錄插件也可以挑選部分重要的模擬量通道和所有的開關(guān)量通道進(jìn)行保存，這是數(shù)據(jù)被保存為COMTRADE1999格式，采用這種方法，如果只選取部分通道進(jìn)行存儲，可在相同的存儲空間下，保存更長時間的數(shù)據(jù)。但這種方法保存的數(shù)據(jù)，不能按照任意時間段進(jìn)行提取，只能按照每分鐘一個的文件進(jìn)行訪問。定值和整定范圍序號定值項(xiàng)單位范圍啟動精度建議值控制參數(shù)1AB段采樣率Hz1,000～10,00010,0002A段長度毫秒0.1～1秒100毫秒3B段長度毫秒0.4～10秒400毫秒4C段長度秒1～30秒 5秒5連續(xù)記錄插件采樣率Hz2,000、5,0005,000交流電壓6相電壓突變量V1%～20%UN5%9%UN7相電壓高越限V100%～130%UN2%115%UN8相電壓低越限V1%～100%UN2%85%UN9零序電壓突變量(開口三角電壓)V1%～20%UN5%6%UN10零序電壓高越限(開口三角電壓)V1%～20%UN2%6%UN11電壓正序高越限V80%～130%UN2%110%UN12電壓正序低越限V1%～120%UN2%90%UN13電壓負(fù)序越限V1%～20%UN2%3%UN143次諧波越限%1～2002%30155次諧波越限%1～2002%30167次諧波越限%1～2002%30交流電流17相電流突變量A2%～30%IN5%10%IN18相電流高越限A50%～130%IN2%110%IN19相電流1.5秒內(nèi)電流變差%5～305%1020零序電流突變A1%～30%IN5%10%IN21零序電流高越限A1%～30%IN2%10%IN22電流負(fù)序越限A1%～30%IN2%10%IN頻率23頻率高越限Hz50～550.00250.524頻率低越限Hz45～500.00249.525頻率變化率Hz/s0.01～100.0050.1直流（含電壓和電流）26直流突變量V,A1%～50%UN,IN5%10%UN,IN27直流高越限V,A70%～150%UN,IN2%110%UN,IN28直流低越限V,A1%～130%UN,IN2%90%UN,IN變壓器29變壓器縱差A(yù)10%～100%IN5%IN30%IN30自耦變分側(cè)差動A10%～100%IN5%IN30%IN31自耦變零序差動A10%～100%IN5%IN30%IN32變壓器過激磁1.0～5.00.051.1開關(guān)量33開關(guān)量啟動、不啟動啟動整定原則：“連續(xù)記錄插件采樣率”定值僅當(dāng)配有獨(dú)立的連續(xù)記錄插件時有效；交流電壓、交流電流按照二次值整定；直流電壓、直流電流按照一次值整定；自耦變零序差動按照零序電流整定，而不是3倍零序電流。嵌入式圖形軟件的主要功能實(shí)時監(jiān)測功能實(shí)時監(jiān)測波形可按照線路、母線等選擇監(jiān)視通道，或?qū)崟r監(jiān)視所有通道；實(shí)時監(jiān)測相量圖以矢量圖和波形的方式，顯示選定線路或任意通道之間的相位關(guān)系，可顯示相對相角或絕對相角；實(shí)時監(jiān)測功率以有功、無功、視在功率表的形式，實(shí)時顯示指定線路的功率。波形查看功能可對波形進(jìn)行橫向放大縮小、縱向放大縮小和復(fù)原的功能；可以向上、向下移動波形，以及疊加多個波形，以便對對信號細(xì)節(jié)進(jìn)行比較；可以顯示各個通道的有效值、瞬時值；可以顯示各個通道的一次值、二次值。波形分析功能主要提供以下分析功能：相量分析顯示波形的矢量圖，并可以自動播放矢量的變化；序量分析使用波形中的A、B、C三相信號，計算分析電壓、電流的正序、負(fù)序和零序分量；諧波分析以表格或直方圖的形式顯示各次諧波的含量，并可以顯示真有效值；阻抗分析在阻抗平面上顯示阻抗軌跡，并可以自動播放軌跡曲線；非周期分量分析采用擬合法準(zhǔn)確計算非周期分量的初始值、時間常數(shù)；直流數(shù)字濾波根據(jù)用戶需要，ZH-5錄波裝置可以記錄未經(jīng)過低通濾波的、原始的直流波形。對這種波形，可通過該功能顯示經(jīng)過數(shù)字低通濾波之后的信號，其中截止頻率可設(shè)置。常用于分析含高次諧波的直流信號，比如整流橋輸出的直流信號；功率分析顯示線路的無功功率、有功功率和視在功率曲線；公式編輯器用戶可通過大量軟件內(nèi)置函數(shù)和四則運(yùn)算，對一個后多個電氣量進(jìn)行特定的的計算，并顯示經(jīng)過運(yùn)算得出的波形；單端故障測距手動或自動對錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選擇故障線，并計算故障點(diǎn)距離。定值整定以圖形化的方式，在裝置上修改定值。配線和參數(shù)修改可以修改裝置IP地址、路由表，以及接入通道的名稱、相互關(guān)系和線路參數(shù)等。關(guān)鍵技術(shù)純嵌入式結(jié)構(gòu)和基于VxWorks的圖形界面ZH-5嵌入式電力故障錄波裝置采用基于VxWorks的純嵌入式結(jié)構(gòu)，使用了嵌入式圖形系統(tǒng)。包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、人機(jī)接口、波形分析、波形顯示、波形打印、遠(yuǎn)程通信等錄波器的全部功能都是在嵌入式硬件和軟件平臺上實(shí)現(xiàn)的。ZH-5錄波裝置采用與Windows類似的圖形界面，操作簡單，容易使用，支持鍵盤、鼠標(biāo)和USB移動磁盤。對裝置的參數(shù)設(shè)置、調(diào)試、整定都可以在嵌入式圖形界面上完成，可徹底脫離基于Windows的軟件。對病毒免疫ZH-5整套錄波裝置都是使用高可靠性的VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)，并針對錄波裝置的需求和特點(diǎn)，開發(fā)專用軟件并對VxWorks操作系統(tǒng)進(jìn)行裁減，因此不會感染病毒，不會被惡意程序入侵，不會成為病毒和惡意軟件攻擊聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的跳板，也有利于增強(qiáng)其它聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。完備的對時接口ZH-5嵌入式電力故障錄波裝置支持NTP/SNTP、IRIG-B、分脈沖、秒脈沖等對時接口。其中NTP/SNTP對時支持主動請求、接收廣播、接收組播三種模式，可適應(yīng)多種NTP/SNTP對時網(wǎng)絡(luò)。NTP/SNTP支持冗余對時網(wǎng)絡(luò)配置，采用主動請求模式時，可設(shè)置2組時間服務(wù)器IP地址，互為備用，自動切換。支持IEC61850-8規(guī)約ZH-5嵌入式電力故障錄波裝置根據(jù)IEC61850規(guī)范對錄波器進(jìn)行建模，并支持MMS通信規(guī)約，支持采用61850規(guī)約接入子站和主站。ZH-5嵌入式電力故障錄波裝置61850通信規(guī)約實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集、定值組服務(wù)、報告服務(wù)、控制服務(wù)、文件服務(wù)。ZH-5錄波裝置實(shí)現(xiàn)了COMTRADE1999格式的錄波文件傳輸、定值整定、切換、激活，以及SOE上送、遠(yuǎn)程啟動錄波等功能。技術(shù)指標(biāo)輸入信號最大可接入96路模擬量和256路開關(guān)量；交流額定相電壓：57.7V，50Hz；交流額定電流：1A或5A，50Hz；模擬量線性工作范圍：交流電壓回路：0.05V~180V；交流電流回路：0.01IN~36I直流電壓回路：0.05~1倍量程，量程最大為5000V，可定制；直流電流回路：0.01mA~20mA；過載能力：交流電壓回路：3倍額定電壓，連續(xù)工作交流電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作20倍額定電流工作10s40倍額定電流工作1s直流回路的隔離耐壓最高可達(dá)5000Vrms,用戶可定制；開關(guān)量信號類型可接入空接點(diǎn)、DC110V、DC220V開關(guān)量。允許幾種開關(guān)量混合接入。性能指標(biāo)暫態(tài)錄波數(shù)據(jù)采用A-B-C段方式記錄，A、B、C段全部采用瞬時采樣值記錄，C段可根據(jù)擾動狀態(tài)無限延長；暫態(tài)錄波AB段采樣率可整定為10,000、5,000、2,000Hz，C段固定為1000Hz；AB段采樣率為10,000Hz時，暫態(tài)錄波諧波分辨率為99次；AB段采樣率為10,000Hz時，暫態(tài)錄波開關(guān)時間分辨率為0.1ms；25℃時，額定值下的電流、電壓波形采樣精度優(yōu)于±25℃時，額定值下的各路電壓、電流之間的有效值測量相對誤差小于±有功功率、無功功率、視在功率測量誤差不超過±0.5%；裝置的各路交流電壓、交流電流相互之間的相位測量誤差≤1°；溫度從-20℃至60℃的變化引起的誤差不超過滿刻度的采用零漂自適應(yīng)技術(shù)。穩(wěn)態(tài)連續(xù)記錄內(nèi)置連續(xù)記錄功能暫態(tài)錄波插件內(nèi)置連續(xù)記錄功能，全程1000Hz采樣；暫態(tài)錄波插件內(nèi)置的連續(xù)記錄采用自動循環(huán)覆蓋技術(shù)，可保存最近至少7天的穩(wěn)態(tài)錄波數(shù)據(jù)；可選配的獨(dú)立連續(xù)記錄插件可選配獨(dú)立的連續(xù)記錄插件，支持1000Hz，2000Hz，5000Hz的采樣率；當(dāng)配有連續(xù)記錄插件后，暫態(tài)錄波插件內(nèi)置的1000Hz連續(xù)記錄功能會自動禁用；連續(xù)記錄插件支持海量網(wǎng)絡(luò)存儲器(NAS)和本地存儲器，本地存儲器容量可選配為160GB、320GB、500GB等；連續(xù)記錄插件如果同時配有網(wǎng)絡(luò)存儲器和本地存儲器，則本地存儲器作為后備存儲設(shè)備，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)存儲器不可用時，自動切換到本地存儲器；連續(xù)記錄插件可定制需要記錄的通道；連續(xù)記錄插件采用自動循環(huán)覆蓋技術(shù)，可保存的天數(shù)與存儲器的容量、需要記錄的通道數(shù)相關(guān)；時鐘及同步精度支持NTP/SNTP、IRIG-B、分脈沖(PPM)和秒脈沖(PPS)對時；IRIG-B、PPM、PPS對時精度≤-1s；NTP/SNTP對時精度≤-20s；裝置自身時鐘精度24小時誤差≤±1s；NTP/SNTP對時支持主動請求、接收廣播、接收組播三種方式；NTP/SNTP采用主動請求方式時，可設(shè)置2組時間服務(wù)器IP地址，互為備用，自動切換。基于IEC61850的錄波裝置模型和通信規(guī)約采用DL/T860.7(IEC61850-7)定義的數(shù)據(jù)模型、服務(wù)以及建模的方法，基于面向?qū)ο蟮慕Ｋ枷?，分層次的對錄波裝置進(jìn)行建模。模型采用邏輯設(shè)備的方式，涵蓋了暫態(tài)錄波和穩(wěn)態(tài)連續(xù)記錄功能。基于該模型實(shí)現(xiàn)的DL/T860.8(IEC61850-8)MMS通信規(guī)約，通過了互操作性和一致性測試。通信接口和規(guī)約提供4網(wǎng)絡(luò)接口，可選為4個電口，或3電1光，或2電2光；電以太網(wǎng)口為10/100Mb自適應(yīng)RJ45接口；光以太網(wǎng)口速度為100Mb，可選擇單?；蚨嗄９饫w，接口為SC或ST；支持IEC61850-8MMS通信規(guī)約；支持TCP/IP協(xié)議和103規(guī)約，可與子站、主站聯(lián)網(wǎng)；支持MODEM通信，最高速度為56kbps。3/2接線允許3/2線路，線路電流由2組電流互感器分別接入。采用2組TA接入的線路可以正確進(jìn)行故障分析、故障測距，同時可以監(jiān)視、分析每組電流和線路電流。主變錄波可支持2臺主變，每個主變支持7個分支，分別是高壓側(cè)2個分支、中壓側(cè)2個分支、低壓側(cè)3個分支。變壓器支持完全縱差和過激磁啟動?？芍С肿择钭儯择钭冎С址謧?cè)差流啟動和零序差流啟動。數(shù)據(jù)格式暫態(tài)錄波和穩(wěn)態(tài)連續(xù)記錄都提供滿足IEC60255-24:2001(COMTRADE1999)標(biāo)準(zhǔn)的錄波數(shù)據(jù)?？闺姶鸥蓴_能力能承受GB/T14598.9規(guī)定的嚴(yán)酷等級為III級的輻射電磁場干擾；能承受GB/T14598.10規(guī)定的嚴(yán)酷等級為Ⅳ級的快速瞬變干擾；能承受GB/T14598.13規(guī)定的嚴(yán)酷等級為III級的脈沖群干擾；能承受GB/T14598.14規(guī)定的嚴(yán)酷等級為Ⅳ級的靜電放電干擾。供電電源直流電源：額定電壓：220V或110V，允許偏差±20%，紋波系數(shù)≤5%；交流電源（僅用于打印機(jī)供電）：額定電壓：單相220V，允許偏差±20%；頻率50Hz，允許偏差3Hz。外形尺寸、安全防護(hù)等級及顏色機(jī)柜外形尺寸(高寬深)：2260mm800mm600mm2260mm800mm800mm2360mm800mm600mm機(jī)柜安全防護(hù)等級：IP30，或根據(jù)用戶要求定制；機(jī)柜顏色：按用戶要求定制。附錄1:連續(xù)記錄插件對存儲容量的需求下面分別列出不同配置下，存儲所有通道的波形（即不挑通道），記錄時間和所需