故障录波讲解课件.ppt

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1、第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 1/45 1 变电站综合自动化原理与系统主 讲 : 黄 勇 教 材 : 变 电 站 综 合 自 动 化 原 理 与 系 统 张 惠 刚 编 著 中 国 电 力 出 版 社 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 2/45 2 第 5章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 引 子微 机 故 障 录 波 原 理微 机 故 障 录 波 实 例 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 3/45 3 引 子 1:电 力 系

2、 统 运 行 过 程 中 遇 到 的 一 些 问 题 : 作 为 线 路 的 运 行 部 门 最 不 愿 听 到 或 最 头 疼 的 莫 过 于接 到 调 度 部 门 “ 某 线 路 跳 闸 ” 的 通 知 , 但 输 电 线 路 固有 的 “ 点 多 、 面 广 、 线 路 长 和 运 行 条 件 恶 劣 ” 的 特 点 ,决 定 了 线 路 运 行 部 门 时 常 要 接 到 这 样 的 电 话 。如 何 组 织 事 故 巡 视 ?如 何 尽 快 找 到 故 障 点 ? 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 4/45 4 电 力 系 统 运

3、 行 过 程 中 遇 到 的 一 些 问 题 :引 子 2:作 为 继 保 部 门 来 说 , 所 关 心 的 是 : 如 何 在 事 故 发 生 后 ,查 找 事 故 的 起 因 ;事 故 发 展 过 程 中 各 微 机 保 护 设 备 的 动 作 行 为 正 确 与 否 ;保 护 定 值 整 定 是 否 恰 当 ;事 故 对 相 关 电 气 设 备 的 冲 击 ;区 域 性 事 故 对 全 网 和 全 系 统 的 影 响 如 何 ;如 何 根 据 事 故 发 生 情 况 来 调 整 系 统 的 运 行 方 式 等 等 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电

4、气 信 息 学 院 5/45 5 准 确 的 数 据 是 故 障 定 点 的 保 障 : 解 决 之 道 1 为 了 提 高 故 障 的 准 确 定 位 , 在 110kV及 以 上 变 电 站 大 部分 都 装 有 电 力 系 统 故 障 动 态 记 录 装 置 , 即 故 障 录 波 器 。 故障 录 波 器 的 整 定 值 要 求 其 测 距 误 差 不 大 于 5%( 或 2km) 且无 判 相 错 误 , 并 能 准 确 记 录 故 障 前 后 的 电 压 、 电 流 量 , 这给 故 障 巡 视 提 供 了 详 实 的 第 一 手 资 料 。而 装 置 提 供 资 料 的 准 确

5、与 否 决 定 于 以 下 4个 方 面 : 装 置 的 接 线 是 否 正 确 ; 装 置 的 定 值 整 定 是 否 准 确 , 这 决 定 于 线 路 参 数 的 测 量 、定 值 的 计 算 和 定 值 的 整 定 ; 线 路 进 行 改 造 后 是 否 再 次 进 行 了 核 相 , 线 路 参 数 测 量 ,计 算 定 值 并 进 行 整 定 。 线 路 跳 闸 后 是 否 进 行 事 故 分 析 , 并 对 装 置 的 定 值 进 行 校 核 和 调 整 , 这 一 点 是 今 后 装 置 能 否 准 确 定 位 的 关 键 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四

6、 川 大 学 电 气 信 息 学 院 6/45 6 细 致 的 分 析 是 故 障 定 点 的 关 键 : 解 决 之 道 2线 路 发 生 故 障 后 , 尽 管 到 达 故 障 点 的 时 间 越 短 , 故 障 检出 的 成 功 率 越 高 。 但 是 , 接 到 调 度 命 令 后 决 不 能 盲 目 地 立 即巡 线 , 而 应 一 边 及 时 召 集 必 要 的 事 故 巡 视 人 员 做 巡 线 的 有 关准 备 , 一 边 利 用 较 短 的 时 间 , 收 集 索 要 事 故 数 据 并 进 行 全 面细 致 的 故 障 分 析 。首 先 应 在 线 路 台 账 上 对 故

7、障 进 行 定 位 。 向 调 度 索 要 有 关线 路 跳 闸 时 的 故 障 录 波 器 或 微 机 保 护 的 故 障 测 距 、 相 位 、 有关 电 压 、 电 流 量 及 保 护 动 作 情 况 。 根 据 故 障 测 距 数 据 , 在 线路 台 账 上 对 故 障 进 行 定 点 , 按 照 装 置 测 距 误 差 5%10%的 比例 ( 一 般 按 10%掌 握 ) 在 台 账 上 确 定 故 障 区 间 , 还 应 结 合 以往 线 路 跳 闸 的 经 验 数 据 进 行 部 分 修 正 。其 次 应 对 可 能 的 故 障 进 行 定 性 。 这 一 点 很 重 要 也

8、很 难 ,需 要 灵 活 运 用 事 故 数 据 分 析 、 丰 富 的 事 故 查 找 经 验 , 掌 握 准确 的 现 场 情 况 , 并 应 经 集 体 商 定 。 根 据 保 护 及 自 动 装 置 的 动 作 情 况 及 反 映 的 故 障 前 后 的 电 压 、 电 流 量 的 数 值 进 行 简 单 定性 , 才 可 以 对 区 域 外 故 障 或 本 线 路 故 障 进 行 区 分 。 电 力 线 路 发 生 短 路 是 出 现 最多 的 一 种 故 障 形 式 。 中 性 点 直 接接 地 的 电 网 中 , 以 单 相 接 地 短 路的 故 障 最 多 , 约 占 全 部

9、短 路 故 障的 90%左 右 , 其 次 是 两 相 接 地 故障 。 两 相 接 地 短 路 故 障 的 特 点 是 :出 现 较 大 的 零 序 接 地 电 流 , 故 障相 的 电 压 降 低 较 多 , 故 障 相 的 电流 增 大 较 多 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 7/45 7 详 尽 、 真 实 、 统 一 时 标 的 数 据 是 事 故 后 分 析 的 关 键 解 决 之 道 3在 电 力 系 统 发 生 事 故 后 , 为 了 对 系 统 的 暂 态 过 程 进 行 分析 , 判 别 事 故 发 生 的 原 因

10、 , 进 行 事 故 重 现 等 处 理 , 详 尽 、 真实 的 数 据 是 基 础 。 由 于 事 故 分 析 时 , 可 能 考 虑 到 高 次 谐 波 的影 响 或 需 要 利 用 故 障 时 某 些 特 殊 的 高 次 谐 波 量 进 行 事 故 分 析 ,根 据 来 奎 斯 特 采 样 定 理 的 定 义 , 这 种 数 据 的 采 样 频 率 必 须 是大 于 所 考 虑 的 最 高 有 效 次 谐 波 频 率 的 两 倍 , 如 果 考 虑 计 算 精度 , 频 率 应 当 更 高 。 因 此 有 效 的 数 据 应 当 是 满 足 一 定 采 样 频率 的 真 实 采 样 点

11、 数 据 , 而 不 是 有 效 值 的 采 样 点 。 同 时 , 由 于 系 统 中 存 在 多 个 微 机 自 动 装 置 , 装 置 在 事 故时 的 动 作 次 序 是 判 别 自 动 装 置 动 作 正 确 性 的 关 键 。 要 进 行 动作 次 序 的 判 别 , 对 自 动 装 置 出 口 状 态 的 判 别 、 出 口 时 间 的 记录 又 必 须 足 够 详 细 。因 此 , 当 电 力 系 统 发 生 事 故 时 必 须 有 一 套 能 够 真 实 记 录 故 障 发 生 前 后 系 统 各 种 模 拟 、 开 关 状 态 量 的 装 置 。 第 5 章 变 电 站 微

12、 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 8/45 8 5.1 微 机 故 障 录 波 原 理 一 、 故 障 录 波 器 的 概 念 : 二 、 故 障 录 波 器 的 作 用 : 故 障 录 波 器 是 电 力 系 统 发 生 故 障 及 振 荡 时 能 自 动 记 录 的一 种 装 置 , 它 可 以 记 录 因 短 路 故 障 、 系 统 振 荡 、 频 率 崩 溃 、电 压 崩 溃 等 大 扰 动 引 起 的 系 统 电 流 、 电 压 及 其 导 出 量 , 如 有功 、 无 功 以 及 系 统 频 率 的 全 过 程 变 化 现 象 。 主 要 用 于 检 测

13、 继电 保 护 与 安 全 自 动 装 置 的 动 作 行 为 , 了 解 系 统 暂 态 过 程 中 系统 中 各 电 参 量 的 变 化 规 律 , 校 核 电 力 系 统 计 算 程 序 及 模 型 参数 的 正 确 性 。 电 力 系 统 故 障 录 波 分 析 产 品 素 有 “ 电 力 黑 匣 子 ” 之 称 ,是 电 力 系 统 进 行 故 障 分 析 的 基 本 工 具 , 对 于 正 确 评 判 继 电 保护 及 安 全 自 动 装 置 动 作 行 为 、 确 定 故 障 原 因 、 及 早 排 除 故 障 、恢 复 正 常 运 行 起 到 了 关 键 的 作 用 , 因 此

14、 对 保 证 电 力 行 业 的 安 全 可 靠 运 行 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。 故 障 录 波 装 置 已 成 为 分 析系 统 故 障 的 重 要 依 据 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 9/45 9 电 力 故 障 录 波 器 的 基 本 作 用 ( 表 述 2)v 正 确 分 析 事 故 原 因 并 研 究 对 策 , 同 时 可 正 确 清 楚 的 了 解 系统 的 情 况 , 及 时 处 理 事 故 ;v 根 据 所 录 取 的 波 形 图 , 可 以 正 确 评 价 继 电 保 护 和 自 动 装 置工

15、作 的 正 确 性 , 特 别 是 对 转 换 性 故 障 更 是 如 此 ;v 根 据 录 波 图 中 示 出 的 零 序 电 流 值 , 可 以 较 正 确 的 给 出 故 障地 点 范 围 , 便 于 寻 找 故 障 点 ;v 分 析 研 究 振 荡 规 律 ;v 分 析 录 波 图 可 以 发 现 继 电 保 护 和 自 动 装 置 缺 陷 ;v 借 助 录 波 器 , 可 实 测 系 统 参 数 以 及 监 视 系 统 的 运 行 状 态 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 10/45 10 电 力 系 统 对 故 障 录 波

16、器 的 应 用 和 要 求 电 力 系 统 的 动 态 过 程 是 瞬 息 万 变 和 无 序 的 , 随 着 环 保 的 约束 , 坑 口 电 厂 大 容 量 机 组 的 长 距 离 送 电 将 显 著 影 响 电 网 的 稳 定性 ; 而 跨 区 联 网 使 电 网 的 动 态 行 为 更 加 复 杂 , 局 部 故 障 可 能 波及 大 范 围 停 电 ;缺 电 局 面 和 近 期 开 展 的 电 力 市 场 , 使 设 备 的 运 行 接 近 热 容量 ; 系 统 的 扩 容 等 因 素 增 加 了 运 行 条 件 的 不 可 预 知 性 。随 着 大 机 组 、 超 高 压 电 网

17、的 发 展 , 电 力 行 业 对 安 全 可 靠 运行 越 来 越 重 视 , 我 国 电 力 部 门 技 术 规 范 规 定 : 110KV及 以 上 电压 等 级 变 电 站 , 125MW及 以 上 发 电 厂 必 须 安 装 故 障 录 波 分 析装 置 。 电 力 部 门 已 将 继 电 保 护 正 确 动 作 率 与 故 障 录 波 完 好 率 并 列统 计 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 11/45 11 电 力 系 统 对 故 障 录 波 器 的 应 用 和 要 求 ( 续 ) 电 力 部 颁 布 的 有 关 故 障

18、 录 波 器 的 技 术 准 则 和 检 测 标 准 : 220 500kV电 力 系 统 故 障 动 态 记 录 技 术 准 则 1995年 电 力 部 颁 布 了 DL/T5531994 220 500kV电 力系 统 故 障 动 态 记 录 技 术 准 则 1999年 颁 布 了 DL/T6631999 220500KV电 力 系 统 故障 动 态 记 录 装 置 检 验 测 试 要 求 2004年 颁 布 了 DL/T-873-2004 微 机 发 电 机 变 压 器 组 动态 记 录 装 置 技 术 条 件 这 些 标 准 明 确 规 定 了 电 力 系 统 故 障 动 态 记 录

19、装 置 应 达 到 的记 录 要 求 , 这 对 国 内 生 产 的 故 障 录 波 装 置 提 出 了 越 来 越 高 的要 求 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 12/45 12 电 力 故 障 录 波 器 的 发 展国 内 对 故 障 录 波 器 的 研 制 和 开 发 已 经 有 多 年 的 历 史 , 其 中 有 :机 电 式 录 波 器光 电 式 录 波 器采 用 固 态 数 据 存 储 器 的 录 波 器90年 代 , 我 国 继 电 保 护 进 入 了 微 机 时 代 , 此 时 产 生 了 第 一代 微 机 故 障 录

20、 波 器 WG L-11( 华 北 电 力 学 院 ) , 此 后 不 久 又 产生 了 WG L-12, 并 催 生 了 第 一 个 电 力 录 波 装 置 的 技 术 规 范 :DL/T5531994 220 500kV电 力 系 统 故 障 动 态 记 录 技 术 准则 。此 后 随 着 计 算 机 技 术 、 电 子 技 术 、 通 讯 技 术 的 发 展 , 国 产录 波 器 又 经 历 了 2 3代 的 发 展 , 目 前 更 趋 向 于 采 用 嵌 入 式 技 术 、网 络 化 技 术 、 分 布 式 构 架 的 录 波 器 设 计 制 作 技 术 。 第 5 章 变 电 站 微

21、 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 13/45 13 微 机 故 障 录 波 器 的 基 本 特 点 : v 应 当 具 有 强 大 的 数 据 采 集 功 能 ;v 可 以 采 用 分 时 多 任 务 系 统 的 实 时 信 号 处 理 技 术 ;v 可 以 具 有 计 算 机 组 网 技 术 和 管 理 机 系 统 ;v 应 当 具 有 实 时 监 视 功 能 ;v 现 场 维 护 、 调 试 方 便 ;v 装 置 整 体 应 具 有 很 高 的 灵 敏 度 和 可 靠 性 ;v 处 理 机 软 件 功 能 强 大 、 齐 全 , 能 将 故 障 录 波 、 故

22、障分 析 、 打 印 报 告 及 远 传 合 为 一 体 。v 录 波 数 据 具 有 统 一 、 标 准 的 输 出 格 式 , 可 以 接 入 系统 中 其 它 分 析 系 统 , 如 综 自 、 监 控 、 故 障 信 息 联 网系 统 等 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 14/45 14 TA 和TV 二次信号 通 道 1通 道 2 电 流 、 电 压 变 换 器 低 通 滤 波 器 采 样 保 持电 流 、 电 压 变 换 器 低 通 滤 波 器 采 样 保 持 多路转换开关 A/D 微机CPU 总线高频保护 通 道 1通

23、道 2 高 频 变 换 器 采 样 保 持高 频 变 换 器 采 样 保 持 多路转换开关 A/D 微机 CPU 开 关 量 输 入 光 电 耦 合 器 接 口图 5 1 微 机 交 流 数 据 采 样 系 统 框 图 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 15/45 15 某 种 微 机 故 障 录 波 器 的 组 成 及 原 理 : 微 机 型 故 障 录 波 器 主 要 包 括 了 前 置 机 和 主 机 ( 后 台 机 ) 两 大部 分 。 一 台 微 机 故 障 录 波 器 可 由 一 台 主 机 和 多 台 互 为 独 立 的 前

24、置机 组 成 分 布 式 结 构 。 这 种 结 构 具 有 两 大 优 点 : 一 是 避 免 局 部 故 障而 引 起 整 套 装 置 退 出 工 作 , 便 于 维 护 和 管 理 ; 二 是 对 任 一 台 前 置机 进 行 校 验 和 维 修 , 不 会 影 响 整 套 装 置 的 运 行 。1、 前 置 机 主 要 由 中 央 处 理 器 和 一 些 外 围 电 路 组 成 , 前 置 机 的 主 要功 能 是 交 流 数 据 采 集 。 其 中 交 流 数 据 采 集 功 能 模 块 主 要 包 括 :变 换 器 : 一 般 分 为 模 拟 变 换 器 和 光 电 隔 离 变 换

25、 器 两 大 类 型 。变 换 器 的 作 用 主 要 有 : 电 气 隔 离 、 幅 度 变 换 。低 通 滤 波 器 : 低 通 滤 波 器 的 作 用 主 要 有 : 一 是 滤 除 输 入 信 号 中 的 干 扰 信 号 , 起 抗 干 扰 作 用 ; 二 是 滤 除 高 次 谐 波 信 号 , 降 低 输 入 信 号 的 截 止 频 率 , 使输 出 信 号 满 足 采 样 定 理 的 要 求 , 从 而 使 数 据 采 集 的 离 散 信号 能 如 实 反 应 输 入 信 号 中 有 用 频 率 信 号 的 变 化 情 况 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川

26、 大 学 电 气 信 息 学 院 16/45 16 采 样 保 持 器 ;多 路 转 换 开 关 ;A/D转 换 器 ;开 关 量 信 号 的 数 据 采 集 ;中 央 处 理 器 ( CPU) 。2、 主 机 : 主 要 由 工 控 机 、 半 导 体 固 化 盘 和 接 口 系 统 三 大 部 分组 成 。 其 中 接 口 系 统 主 要 功 能 有 : 与 前 置 机 通 讯 和 信 号 的输 出 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 17/45 17 微 机 故 障 录 波 器 的 启 动 方 式 :内 部 自 起 动 判 据 及

27、推 荐 值 : 各 相 和 零 序 电 压 突 变 量 : U 5%UN; U0 2%UN。电 压 越 限 : 110%UNU190%UN; U23%UN; U02%UN。主 变 压 器 中 性 点 电 流 : 3I010%IN。频 率 越 限 与 变 化 率 : 50.5H zf49.5H z; df/dt0.1H z/s。线 路 同 一 相 电 流 变 化 : 0.5s内 最 大 值 与 最 小 值 之 差 10%。220kV及 以 上 断 路 器 的 保 护 跳 闸 信 号 起 动 。空 触 点 输 入 。变 电 所 和 上 级 调 度 来 的 起 动 命 令 。 第 5 章 变 电 站

28、 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 18/45 18 微 机 故 障 录 波 器 的 数 据 记 录 方 式 : 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 19/45 19 微 机 故 障 录 波 器 的 数 据 记 录 方 式 :模 拟 量 采 样 方 式 按 图 所 示 时 段 顺 序 要 求 执 行 。A时 段 : 系 统 大 扰 动 开 始 前 的 状 态 数 据 , 输 出 原 始 记 录 波 形 及 有 效 值 ,记 录 时 间 0.04s。B时 段 : 系 统 大 扰 动 后 初 期 的 状 态 数 据

29、, 可 直 接 输 出 原 始 记 录 波 形 ,可 观 察 到 5次 谐 波 , 同 时 也 可 输 出 每 一 周 波 的 工 频 有 效 值 及 直 流 分量 值 , 记 录 时 间 0.1s。 C时 段 : 系 统 大 扰 动 后 的 中 期 状 态 数 据 , 输 出 连 续 的 工 频 有 效 值 , 记录 时 间 1.0s。 D时 段 : 系 统 动 态 过 程 数 据 , 每 0.1s输 出 一 个 工 频 有 效 值 , 记 录 时 间20s。 E时 段 : 系 统 长 过 程 的 动 态 数 据 , 每 1s输 出 一 个 工 频 有 效 值 , 记 录 时间 10min。

30、 输 出 数 据 的 时 间 标 签 , 对 短 路 故 障 等 突 变 事 件 , 以 系 统 大 扰 动 开 始 时刻 , 例 如 短 路 开 始 时 刻 , 为 该 次 事 件 的 时 间 零 坐 标 , 误 差 不 大 于1ms; 事 件 的 标 准 时 间 由 调 度 中 心 给 定 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 20/45 20 交 流 电 流 量微 机 故 障 录 波 器 记 录 量 的 有 效 范 围 及 分 辨 率 :以 额 定 电 流 有 效 值 IN=5A或 1A为 标 准 , 要 求 线 性 测 量 范 围

31、为工 频 有 效 值 (0.1 20) IN, 考 虑 直 流 分 量 。交 流 电 压 量以 额 定 相 电 压 有 效 值 为 标 准 , 要 求 线 性 测 量 范 围 为 工 频 有 效值 (0.01 2.0) UN。 对 220kV变 电 所 , 取 自 两 母 线 电 压 互 感 器 。 对 500kV变 电 所 , 取 自 线 路 和 一 台 母 线 电 压 互 感 器 。 开 关 量分 辨 率 不 劣 于 1.0ms。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 21/45 21 故 障 录 波 器 的 通 信 网 络 : 串 口 、

32、 MODEM、 网 络 、 微 波 、载 波 、 光 纤 等 。 录 波 器 联 网 结 构 图 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 22/45 22 概 述 : YS-88A型 微 机 故 障 录 波 测 距 装 置 是 南 京 银 山 电 子 有 限 公司 研 制 的 产 品 , 目 前 在 国 内 变 电 站 中 应 用 较 为 广 泛 。 装 置 采 用 以 DSP数 据 采 集 单 元 为 前 置 机 , 工 控 机 为 后 台 机的 模 块 化 结 构 , 后 台 机 与 各 前 置 机 相 对 独 立 , 每 个 模 拟 量 前

33、 置机 可 管 理 12路 模 拟 量 , 每 个 开 关 量 前 置 机 可 管 理 64路 开 关 量 ,前 置 机 的 数 量 可 根 据 用 户 的 不 同 要 求 而 配 置 , 最 多 可 配 置 8个模 拟 量 前 置 机 和 2个 开 关 量 前 置 机 。 该 装 置 采 用 了 高 速 数 字 信 号 处 理 器 DSP, A/D采 样 精 度 可达 14位 , 最 高 采 样 频 率 为 10000点 /秒 ; 装 置 采 用 分 时 多 任 务 系 统 的 实 时 信 号 处 理 技 术 , 使 用 一 块工 控 主 机 板 同 时 完 成 了 数 据 记 录 存 储

34、, 录 波 分 析 , 测 距 , 通 讯 ,巡 检 , 显 示 等 功 能 ; 具 有 计 算 机 通 信 组 网 技 术 和 管 理 系 统 ; 具 备 全 面 的 启 动 判 据 , 记 录 电 气 量 齐 全 , 可 以 兼 有 实 时 监 测 功 能 ; 使 用 WATCH -DOG 技 术 和 巡 检 功 能 , 使 得 录 波 器 工 作 稳定 可 靠 。 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 23/45 23 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A装 置

35、整 体外 观 图外 形 尺 寸 :800(mm) 600(mm) 2260(mm) 或 800(mm) 600(mm) 2360(mm) 或800(mm) 550(mm) 2260(mm) 或800(mm) 550(mm) 2360(mm) 或按 用 户 要 求 定 制 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 24/45 24 YS-88A硬 件 原 理 框 图 : 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 25/45 25 YS-88A硬 件 说

36、 明 之 主 机 箱 : 包 括 工 控 主 机 板 、 模 拟 量 采 集 卡 、数 字 量 采 集 卡 、 IO接 口 卡 (PCI接 口 )等 组 成 多 CPU采 集 系 统 , 各功 能 卡 具 备 性 能 如 下 : IO接 口 卡 : 负 责 总 线 适 配 (PCI总 线 )、 PC机 与 前 置 机 之 间 数 据传 输 、 按 键 控 制 、 面 板 指 示 灯 控 制 以 及 送 出 故 障 自 控 信 号和 WATCH DOG 功 能 。 模 拟 量 采 集 卡 : 采 用 双 DSP芯 片 设 计 , 其 中 一 片 负 责 模 拟 量 数据 采 集 , 另 一 片

37、负 责 分 析 判 断 , DSP与 PC机 之 间 采 用 双 口RAM方 式 进 行 通 信 , 运 行 程 序 分 为 固 化 加 载 程 序 和 实 际 运行 程 序 。 可 进 行 运 行 程 序 的 在 线 更 改 。 数 字 量 采 集 卡 : 采 用 DSP芯 片 设 计 , 可 采 集 128路 开 关 量 信 息 ,采 用 固 化 程 序 和 运 行 程 序 相 结 合 的 运 行 模 式 , 固 化 程 序 负责 上 载 运 行 程 序 和 自 检 , 运 行 程 序 负 责 采 集 并 判 断 是 否 要 启 动 录 波 , 同 样 DSP和 PC机 之 间 采 用 双

38、 口 RAM通 信 方 式 ,可 进 行 运 行 程 序 的 更 改 。 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 26/45 26 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A硬 件 说 明 之 主 机 箱 ( 续 ) :模 拟 量 前 置 机 ( 模 拟 量 采 集 卡 ) 是 一 个 独 立 的 数 据 采 集 单 元 ,主 要 包 括 DSP、 数 据 存 贮 器 、 隔 离 放 大 器 、 A/D转 换 器 ,多路 转 换 开 关 。 它 主 要 负 责 将 输 入 的

39、电 流 、 电 压 、 高 频 等 电量 经 过 整 理 变 换 成 数 字 信 号 并 存 入 数 据 存 贮 器 。 开 关 量 前 置 机 ( 数 字 量 采 集 卡 ) 将 开 关 接 点 信 号 经 过 光 耦 隔离 变 换 成 数 字 信 号 , 存 入 数 据 存 贮 器 , 然 后 再 传 给 后 台 机 。 后 台 机 是 整 个 录 波 器 的 核 心 , 它 负 责 录 波 器 的 人 机 对 话 、 数 据的 处 理 和 存 贮 、 和 各 前 置 机 交 换 数 据 、 与 上 级 部 门 通 信 等 , 后 台 机 是 32位 工 控 机 。 第 5 章 变 电 站

40、 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 27/45 27 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A硬 件 说 明 之 有 源 变 送 器 箱 :有 源 箱 开 关 量 插 板 : 完 成 开 关 量 的 隔 离 转 换 , 开 关 量 输入 为 空 接 点 信 号 , 经 两 级 光 电 隔 离 后 送 至 数 字 采 集 卡 。 有 源 箱 高 频 量 插 板 : 完 成 直 流 量 的 隔 离 转 换 , 该 板 采 用美 国 三 端 隔 离 放 大 器 , 对 高 频 收 发 信 机 录 波 口 直 流 量输 出 信 号 进 行 变 换 送

41、 至 模 拟 量 采 集 单 元 进 行 采 集 。 有 源 箱 告 警 插 板 : 对 IO卡 送 来 的 告 警 信 号 、 电 源 掉 电 信号 进 行 处 理 , 将 其 隔 离 转 换 成 空 接 点 信 号 送 至 光 字 牌 。 YS-88A硬 件 说 明 之 无 源 变 送 器 箱 : 装 配 有 电 流 变 送 器 和 电 压 变 送 器 , 电 流 变 送 器 将 0-200A电 流 变 送 为 10V电 压 量 信 号 送 至 模 拟 量 采 集 卡 采 集 。 电 压 变 送 器 将 0-200V电 压 变 送 为 10V电 压 量 信 号 送 至 模 拟 量 采 集

42、卡 采 集 。 每 个无 源 变 送 器 箱 处 理 12路 模 拟 量 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 28/45 28 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A硬 件 说 明 之 通 讯 箱 :网 络 通 讯 拨 号 服 务 器 TX01(当 采 用 网 络 通 讯 方 式 时 配 备 ) :内 装 调 制 解 调 器 、 路 由 器 、 集 线 器 、 光 纤 转 换 器 , 用 以 实现 光 纤 以 太 网 通 讯 方 式 , 同 时 也 具 备 电 话 拨 号 通 讯 的 功 能 。 网 络 通 讯 拨

43、 号 单 元 TX02 : 内 装 调 制 解 调 器 。网 络 通 讯 单 元 TX03 : 内 装 光 纤 转 换 器 , 用 以 实 现 和 TX01的连 接 。YS-88A硬 件 说 明 之 其 它 : 包 括 键 盘 、 鼠 标 、 打 印 机 、 交 直 流 转 换 单 元 和 G PS等 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 29/45 29 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 30/45 30 5.2 故 障 录 波 器 实

44、 例 YS-88A YS-88A站 端 软 件 说 明 之 参 数 设 置 ( 一 ) : 设 置 录 波 器 运 行 参数 。 包 括 : 系 统 设 置 、 硬 件 设 置 、 采 样 设 置 、 模 拟 量 设 置 、 开 关 量 设置 、 启 动 开 关 、 启 动 设 置 、 测 距 参 数 、 监 测 设 置 和 保 存 参 数 。 具 体 设置 如 下 : 系 统 配 置 : 点 击 主 界 面 按 钮 , 确 认 权 限 后 方 可 进 入 参数 设 置 界 面 。 用 户 可 以 设 置 如 下 内 容 : 地 区 名 称 、 变 电 站 名 称 、装 置 名 称 ; 串 口

45、 设 置 : 串 口 设 备 、 串 口 速 率 、 串 口 地 址 ; G PS:G PS型 号 、 通 信 速 率 、 通 信 端 口 、 校 时 开 关 ; 风 扇 启 动 温 度 、风 扇 关 闭 温 度 ; 本 机 口 令 、 主 站 IP地 址 。 硬 件 设 置 : 前 置 机 类 型 的 设 置 , 应 与 设 备 的 硬 件 类 型 相 对 应 。 每块 模 拟 量 前 置 机 可 采 样 12个 通 道 , 共 分 为 3组 , 分 别 为 1-4通 道 、 5-8通 道 和 9-12通 道 。 每 组 可 设 置 如 下 类 型 : 空 ,开 关 ,交 流 电 流 ,交

46、流 电 压 ,高 频 ,直 流 电 流 ,直 流 电 压 , 温 度 。 如 果 要 将 此 前 置 机设 为 开 关 量 , 则 需 将 此 前 置 机 的 三 组 配 置 全 部 设 为 开 关 量 , 否则 将 出 错 。软 件 系 统 框 图 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 31/45 31 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A站 端 软 件 说 明 之 参 数 设 置 ( 二 ) : 采 样 设 置 : 采 样 速 率 的 设 置 用 来 设 置 整 个 机 器 的 采 样 速 率 ,每 块 前 置 机

47、 采 样 插 件 都 将 采 用 此 设 置 。 系 统 最 高 采 样 速 率为 10000点 秒 。 AB段 采 样 率 : 高 速 采 样 速 率 , 指 故 障 前 和 故 障 后 两个 高 速 采 样 阶 段 的 速 率 , 有 几 种 速 率 可 选 : 10000, 5000,2500, 2000, 1000, 500( 缺 省 为 10000) 。 C段 采 样 率 : 低 速 采 样 速 率 , 指 故 障 后 较 为 稳 定 的 那一 段 时 间 的 采 样 速 率 , 有 几 种 速 率 可 选 : 10000, 5000,2500, 2000, 1000, 500( 缺

48、 省 为 1000) 。 注 意 : AB段 采样 率 必 须 高 于 C段 采 样 率 。 D段 采 样 率 : 压 缩 采 样 速 率 , 指 系 统 进 入 长 过 程 录 波时 的 采 样 速 率 , 如 ( 振 荡 , 低 频 , 低 压 ) 。 有 几 种 速 率 可供 选 择 : 50, 40, 25, 20, 10, 5( 缺 省 为 10) ; 如 需 记录 长 过 程 功 率 变 化 或 频 率 变 化 波 形 , 速 率 不 应 低 于 20点 /秒 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 32/45 32 5.2 故

49、障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A站 端 软 件 说 明 之 参 数 设 置 ( 二 ) : 采 样 设 置 : 采 样 速 率 的 设 置 用 来 设 置 整 个 机 器 的 采 样 速 率 ,每 块 前 置 机 采 样 插 件 都 将 采 用 此 设 置 。 系 统 最 高 采 样 速 率为 10000点 秒 。 A段 时 间 长 : 故 障 前 的 采 样 时 间 ,此 段 时 间 设 置 最 小 值为 40ms, 最 大 值 为 100ms。 B段 时 间 长 : 故 障 后 的 采 样 时 间 ,此 段 时 间 设 置 一 般 为2000ms, 用 户 可 根 据 具

50、 体 情 况 整 定 。 C段 时 间 长 : C段 采 样 时 间 的 长 度 应 大 于 重 合 闸 时 间 ,一 般 不 低 于 2s。 D段 时 间 长 : 应 大 于 最 短 振 荡 周 期 , 一 般 不 低 于 3s。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 33/45 33 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A站 端 软 件 说 明 之 参 数 设 置 ( 三 ) : 模 拟 量 设 置 : 在 模 拟 量 设 置 框 中 将 所 有 配 置 的 模 拟 量 按 序 号排 列 , 用 户 可 以 自 行

51、设 定 : 线 路 名 称 、 启 动 开 关 、 上 限 定值 、 下 限 定 值 、 突 变 定 值 、 修 正 开 关 、 零 漂 值 、 幅 值 修 正 、3次 谐 波 启 动 定 值 。 其 中 修 正 开 关 、 零 漂 值 、 幅 值 修 正 在出 厂 时 已 通 过 加 量 自 动 修 正 , 勿 需 改 动 。开 关 量 设 置 : 可 以 设 定 启 动 、 开 关 名 称 和 对 应 线 路 。 启 动 设 置 : 启 动 设 置 框 内 将 所 有 组 群 按 编 号 顺 序 排 列 , 用 户可 设 定 如 下 内 容 : 组 群 线 路 名 称 、 序 分 量 启

52、动 、 正 序 上 限 、正 序 下 限 、 负 序 上 限 、 频 率 启 动 开 关 、 PT变 比 、 频 率 偏 移 、 频 率 突 变 、 工 作 频 率 、 缓 变 启 动 开 关 、 缓 变 定 值 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 34/45 34 YS-88A站 端 软 件 说 明 之 参 数 设 置 ( 四 ) : 测 距 参 数 设 置 : 该 项 用 于 设 定 供 故 障 分 析 测 距 用 的 线 路 参 数 ,需 要 设 定 的 参 数 如 下 : CT额 定 : 1A 或 5A CT变 比 : 例 如 1

53、200/5 则 为 240 线 路 长 : 线 路 长 度 , 5位 有 效 数 字 , 单 位 为 公 里 对 应 一 母 、 对 应 二 母 、 对 应 高 频 1、 对 应 高 频 2( 组 群 号 ) 线 路 正 序 阻 抗 : ( 每 公 里 ) 线 路 线 路 零 序 阻 抗 : ( 每 公 里 ) 线 路 本 端 正 序 阻 抗 : 本 侧 系 统 本 端 零 序 阻 抗 : 本 侧 系 统 这 两 项 无 法 提 供 时 应 输 入 0+j0 对 端 正 序 阻 抗 : 对 侧 系 统 对 端 零 序 阻 抗 : 对 侧 系 统 这 两 项 无 法 提 供 时 应 输 入 0+

54、j999 注 意 : 所 有 阻 抗 均 为 一 次 值 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 35/45 35 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A站 端 软 件 说 明 之 参 数 设 置 ( 五 ) : 谐 波 监 测 设 置 : 可 以 同 时 监 测 四 条 线 路 : 可 设 定 启 动 开 关 状态 , 可 以 更 改 所 监 测 的 线 路 。 谐 波 记 录 方 式 有 两 种 : 一 种 是 越 限 记 录 , 如 果 某 项 变化 超 过 定 值

55、, 即 把 设 定 的 监 测 线 路 的 各 次 谐 波 都 记 录 到 硬盘 ; 另 一 种 是 定 时 记 录 , 按 设 定 的 时 间 间 隔 在 硬 盘 上 记 录监 测 线 路 的 谐 波 。 此 设 置 中 的 “ 谐 波 次 数 ” 对 应 的 “ 谐 波值 ” 、 “ 总 谐 波 电 压 畸 变 率 ” 、 “ 总 谐 波 电 流 ” 、 “ 三 相电 压 不 平 衡 度 ” 、 “ 负 序 电 流 ” 、 “ 电 压 波 动 ” 等 几 项 都属 越 限 记 录 的 启 动 定 值 。 “ 定 时 记 录 间 隔 ( 分 钟 ) ” 则 为定 时 记 录 定 值 。 例

56、如 : 各 项 设 定 有 : 序 号 1, 启 动 为 “ Y”, 监 测 线 路名 为 “ XX 线 ” , 谐 波 次 数 “ 2”对 应 的 谐 波 值 为 “ 10”( %) , 定 时 记 录 间 隔 为 “ 10”( 分 钟 ) 。 则 当 XX 线 的2次 谐 波 电 压 超 过 10%时 将 做 一 次 记 录 , 记 录 XX 线 的 所有 谐 波 情 况 , 另 外 每 隔 10分 钟 也 将 做 一 次 记 录 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 36/45 36 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A

57、YS-88A站 端 软 件 说 明 之 系 统 监 测 : 波 形 监 测 : 单 击 主 界 面 的 按 钮 , 进 入 实 时 波 形 监测 窗 口 , 窗 口 一 次 显 示 12个 通 道 的 名 称 和 波 形 及 有 效 值 ,按 “ 上 一 插 件 ” 、 “ 下 一 插 件 ” 查 看 其 余 通 道 , 按 “ 退 出 ”返 回 主 界 面 。 向 量 监 测 : 单 击 主 界 面 的 按 钮 进 入 实 时 向 量 监 测窗 口 , 选 择 窗 口 左 侧 的 “ 交 流 电 流 ” 和 “ 对 应 电 压 ” , 它们 下 方 可 以 显 示 出 有 效 值 和 相 角

58、 , 可 以 实 时 观 测 电 流 和 电压 的 向 量 图 , 窗 口 中 还 显 示 下 列 内 容 : 有 功 功 率 、 无 功 功率 、 视 在 功 率 、 频 率 、 正 序 电 流 、 负 序 电 流 、 正 序 电 压 、 负 序 电 压 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 37/45 37 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A站 端 软 件 说 明 之 波 形 分 析 : 在 主 界 面 中 选 中 一 次 录 波文 件 , 单 击 鼠 标 右 键 , 在 弹 出 菜 单 里 选 择 “ 波

59、形 分 析 ” 即 进 入 波形 选 择 对 话 框 。 波 形 分 析 图 中 左 侧 显 示 各 通 道 号 、 通 道 类 型 、 通 道 名 称 及 鼠标 所 在 位 置 的 瞬 时 值 、 有 效 值 或 相 角 , 默 认 显 示 有 效 值 , 可 以 通过 勾 选 菜 单 “ 工 具 ” -“数 值 显 示 ” -“瞬 时 值 ” 、 “ 有 效 值 ” 和“ 相 角 ” 来 改 变 。 图 中 右 侧 以 时 间 为 横 轴 显 示 实 际 波 形 , 中 间 可以 移 动 的 竖 线 为 时 标 。 图 底 部 状 态 栏 中 显 示 当 前 显 示 的 量 和 时 标所

60、在 点 的 时 间 , 单 位 为 毫 秒 。 波 形 分 析 还 提 供 以 下 几 个 功 能 :波 形 幅 值 方 向 的 放 大 和 缩 小 ; 波 形 时 间 方 向 的 拉 伸 和 压 缩 ; 0-30次 谐 波 的 显 示 ; 波 形 的 矢 量 分 析 ;某 条 通 道 波 形 的 隐 藏 或 者 移 动 ; 波 形 的 打 印 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 38/45 38 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A站 端 软 件 说 明 之 其 它 : 分 析 拷 贝 : 分 析 拷 贝 主

61、要 功 能 是 按 时 间 段 检 索 录 波 文 件(d:data和 e:data目 录 ), 检 索 方 式 有 时 间 和 跳 闸 两 种 。 时间 方 式 即 在 设 定 的 开 始 时 间 和 结 束 时 间 内 检 索 所 有 录 波 文件 , 跳 闸 方 式 即 根 据 设 定 时 间 段 检 索 故 障 文 件 。 检 索 的 结果 在 主 界 面 左 侧 列 表 视 图 中 显 示 出 来 , 单 击 鼠 标 右 键 可 选择 进 行 波 行 显 示 、 数 据 拷 贝 和 故 障 分 析 功 能 。 打 印 参 数 : 打 印 设 置 的 参 数 。手 动 录 波 : 单

62、击 按 钮 可 以 启 动 录 波 一 次 , 以 高 速采 样 速 率 采 集 数 据 。 故 障 分 析 : 在 主 界 面 中 选 中 一 次 录 波 文 件 , 单 击 鼠 标 右 键 , 在 弹 出 菜 单 中 选 择 “ 故 障 分 析 ” , 以 报 告 形 式 显 示 故 障 时间 、 故 障 类 型 、 启 动 线 路 , 并 可 打 印 出 故 障 报 告 。 系 统 退 出 : 系 统 退 出 时 需 经 权 限 核 对 ,口 令 正 确 才 允 许 退 出 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 39/45 39调 度

63、 端 管 理 系 统 功 能 框 图 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A调 度 端 软 件 说 明 ( 一 ) : 又 称 离 线 分 析 软 件 , 安 装 于调 度 端 计 算 机 上 , 供 调 度 端 进 行 各 种 分 析 和 操 作 之 用 。 建 立 和 删 除 一 个 子 站 : 选 择 “ 系 统 ” 菜 单 中 的 “ 新 建 ” 依 次 建立 地 区 变 电 站 录 波 器 , 也 可 以 在 程 序 界 面 上 直 接 点 击 YS88 SUBST, 选 中 并 单 击 鼠 标 右 键 依 次 建 立 地 区 、 变 电 站 、 录 波 器

64、; 选中 录 波 器 并 选 择 “ 系 统 ” 菜 单 中 的 “ 设 置 ” , 请 输 入 其 中 的 内 容 。输 入 结 束 后 请 按 “ 确 定 ” 按 钮 , 选 择 “ 通 讯 ” 菜 单 中 的 “ 通 讯 ” 即可 进 行 通 讯 。 录 波 器 型 号 。录 波 器 口 令 : 与 所 调 录 波 器 的 口 令 相 同 , 由 用 户 自 行 设 置 。通 信 方 式 : PPP拨 号 和 LAN方 式 两 种 , PPP拨 号 为 拨 号 方 式 , LAN方 式 为 局 域 网 方 式 , 如 果 选 择 LAN方 式 , 那 么 允 许 监 控 选 项 可选 ,

65、 否 则 不 可 选 。录 波 器 电 话 号 码 : 所 调 录 波 器 的 电 话 号 码 。TCP/IP地 址 : 所 调 录 波 器 的 IP地 址 。删 除 一 个 子 站 的 操 作 比 较 简 单 , 只 需 用 光 标 选 中 需 要 删 除 站 的序 号 , 然 后 再 按 “ 删 除 ” 按 钮 , 即 完 成 了 删 除 操 作 。 第 5 章 变 电 站 微 机 故 障 录 波 四 川 大 学 电 气 信 息 学 院 40/45 40 5.2 故 障 录 波 器 实 例 YS-88A YS-88A调 度 端 软 件 说 明 ( 二 ) :选 择 一 个 子 站 和 一

66、次 录 波 文 件 : 对 于 离 线 分 析 软 件 来 讲 , 一 般 情况 下 , 数 据 分 析 是 必 须 针 对 某 一 子 站 的 某 一 台 录 波 器 , 所 有 的分 析 功 能 都 是 对 此 设 备 而 言 。 离 线 软 件 启 动 时 , 在 屏 幕 的 左 边窗 口 里 将 显 示 所 有 地 区 的 名 称 和 图 标 , 单 击 此 图 标 先 后 选 择 变电 站 及 录 波 器 , 此 时 , 屏 幕 右 边 的 窗 口 里 , 显 示 该 站 的 录 波 文件 清 单 。 文 件 清 单 指 出 了 录 波 的 时 间 , 在 一 分 钟 内 的 第 几 次 录波 , 以 及 有 无 故 障 跳 闸 信 号 等 。录 波 器 的 参 数 和 定 值 的 设 置 : 单 击 “ 数 据 处 理 ” -“参 数 ” -“录 波器 参 数 设 置 ” 打 开 参 数 设 置 对 话 框 , 这 里 的 参 数 和 定 值 的 设 置 ,一 般 情 况 下 是 在 变 电 站 装 置 内 完 成 , 在 调 度 端 只 作 为 观 看 和 浏览 之 用

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