电力系统录波装置操作说明B5综述.docx

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电力系统录波装置操作说明B5综述

第一章系统介绍

1.1概述

XGL-10型电力系统故障录波装置主要用于发电厂和变电站，当输电线路或其他电力设备发生故障，保护装置动作切除故障及切除故障的断路器重新合闸的故障过程中，由前置机记录故障发生的时间和电流、电压的变化过程以及开关量的动作时刻，同时监视保护装置高频通道在传输中的工况，并将记录结果传给后台机存于硬盘中。

由后台机进行运算，处理，并计算出故障的类型及其故障发生地点与保护安装处的距离。

故障数据和信息可在显示器上给出，并可存入软盘或通过远传与调度端进行远方信息传送，也可通过打印机打印保存。

为分析故障发生的原因，及时准确地查找故障点，分析电力系统在故障过程中的工况，分析保护装置的动作行为，制定反事故措施提供可靠依据。

XGL-10型电力系统故障录波装置基于高档工业控制计算机采用高速PCI模拟量采集卡，基于以太网构成上下位机结构，在系统组成方面采用最新的硬件技术，在软件结构方面遵循现代软件工程理论与方式，以领先指标，高可靠性完成传统故障录波器功能的同时，提供了一些新的重要功能。

高采样频率（最大10kHz），高数据传速率（10Mbps），支持连续故障录波，参数结构开放，支持用户定义故障数据格式，定义新的派生量。

以精心设计的模拟量隔离通道及数字滤波等算法，保证模拟量计算精度。

◆技术指标：

通道容量：

模拟量32～96路，开关量64/128路（有源或无源接点）

模拟量采样频率：

10000Hz

开关量事件分辨率：

0.5ms

A/D转换器精度：

12bit

有效值精度：

0.5级

谐波分辨率：

32次以上

输入信号范围：

交流额定电压（有效值）：

57.7V或100,最大过压2倍。

交流额定电流（有效值）1A或5A最大过载20倍，持续时间1s。

高频信号：

-30V-30V

测距精度：

金属性短路优于2%

录波时间：

由用户设定（数据总量≤10Mbytes，一般为4秒）

前置机连续记录故障次数：

10次（特殊情况下30次）

后台机记录故障次数：

1000次以上

供电电源：

DC220V±10%AC220V±10%，50HZ±0.5HZ

DC110V±10%

1.2技术特点

1.2.1运行稳定抗干扰能力强

XGL-10从整体方案设计、元器件筛选、生产工艺控制、出厂前测试等方面的生产过程中，严格按照ISO9001质量体系标准的要求进行质量控制，保证了产品的高质量和高可靠性。

1.2.2高性能硬件配置

XGL-10上、下位机均采用PⅢ800以上CPU。

上位机配128MDRAM（PC100），下位机配128MDRAM。

下位机配以16MDOC电子盘，具备防震、防尘性能。

上、下位机双绞线连接，采用局域网的通讯方式，高速可靠。

1.2.3用户灵活配置

用户可根据需要对故障录波数据结构进行设置，对启动参量、启动值进行调整；同时可以派生新的参量。

如果测量中包含某三相电压、电流，用户可方便地定义其P、Q、COSφ等，或其正序、负序、零序等参量。

用户可根据情况充分利用已有资源，灵活扩展。

1.2.4故障分析功能强大

基于Windows2000平台的分析软件，数据分类、显示方法遵循Windows程序风格，使用方便。

提供参量分类、混合显示并有各种打印输出方式；提供参量快速浏览，准确定位故障参量；提供丰富的谐波分析手段。

1.2.5接口完备

系统具有GPS同步时钟接口，对时精度可达微秒级，可通过公用电话线、局域网实现数据远传或MIS系统接口等功能。

1.3启动方式

1.3.1模拟量启动

（1）突变量启动：

包括电流启动、电压启动，零序电流及零序电压启动。

（2）越限量启动：

包括电流启动、电压启动，零序电流及零序电压启动（其中电压包括欠压和过压两种）。

（3）正序、负序、零序启动

（4）频率越限与变化率启动

（5）电流变差启动

1.3.2开关量启动

开关量变位启动、闭合启动或断开启动

1.3.3手动启动

1.3.4远程启动

1.4录波数据记录方式

1.4.1模拟量采样方式

E

故障启动后，装置按下图的方式对故障数据分段记录。

s

t=0.0ms

A时段：

系统大扰动开始前的状态数据，输出高速原始记录波形，采样频率10KHz、5KHz，记录时间≥0.2S

B时段：

系统大扰动后的状态数据，输出高速原始记录波形，采样频率10KHz、5KHz，记录时间≥0.2S

C时段：

系统动态过程数据，输出低速原始记录波形，采样频率1KHz，记录时间≥2S

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≥600S

1.4.2录制方式

1.4.2.1非振荡故障录制

1.一次启动且仅有一次故障

符合启动录波条件规定的任一条件时自动启动，自S时刻开始按A→B→C→D时段顺序录波。

2.重复启动

在已经启动记录的过程中，进行至C时段后，如又遇：

A）电压突变量启动

B）断路器启动

则在该启动时刻开始重新从S时刻开始按A→B→C→D时段顺序重复录波。

3.自动终止记录条件

同时符合如下条件时，则自动停止记录：

A）记录时间＞4S

B）所有启动量全部复归

1.4.2.2特殊记录方式

如果出现系统振荡，则由S时刻开始沿A→B→C→D→E顺序录波，直至所有起动量振荡停止或E段录波时间满10分钟。

1.5主要功能

1.5.1故障录波

系统投入运行后，下位机进行数据采集、计算，将结果送内存中的循环队列保存，同时根据用户设定的故障启动判据对照模拟量、开关量，一旦满足启动条件即开始按用户设定的数据格式录制数据，同时发出报警信号，故障录制完毕后启动网络通讯向上位机传送故障数据，上位机将数据写入硬盘并更新故障文件列表以便用户分析。

1.5.2运行监测

在常态运行时，上位机可实时显示全部模拟量值、开关量状态，以1Hz的频率刷新。

1.5.3线路测距

发生短路故障时,可根据录波数据识别故障线路，故障相别，记录断路器的动作，计算出故障点到装置的故障距离，并输出故障报告。

第二章组成结构

2.1系统功能框图

数据远传

注：

虚线内的可扩展接口指明系统具备开发此接口的硬件环境，可根据用户需求开发。

由于这一部分的现场需求差别较大，系统未提供一个标准版本。

2.2屏体布置图

XGL-10型电力系统故障录波装置

录波采集单元

打印机

2.3模拟通道原理

电流

电压

交流电流信号

交流电压信号

电压

电流

采

集

单

元

直流电压信号

直流电流信号（mV信号）

放大

电路

转速信号

过零

检测

2.4开关量通道原理

无源开关量

有源开关量

2.5下位机后面板说明

RK2

RK1

RET

KB／POUT

R4

R3

R2

R1

从左到右依次为：

①6块采集卡（R1～R6）：

A／D采集，与通道处理单元连接。

②显示卡：

BIOS自检和调试时使用。

③接口：

打印机接口，调试时使用。

④CPU卡

⑤网卡：

与录波处理单元连接。

⑥键盘处理（KB）及脉冲（Pout）卡：

同步脉冲及自定义键盘，同步脉冲与采集卡连接，自定义键盘与CPU卡连接。

⑦空槽位

⑧开关量采集卡：

数字量采集。

⑨2块开关量转接卡（RK1、RK2）：

与开关量单元连接。

连接时请注意插头上的标识与插座上的标识一一对应。

第三章软件安装

系统出厂时已经预装了全部软件，各功能模块已调整完毕。

随机提供上、下位机安装盘供用户做为备份。

3.1上位机

（1）Windows2000

除非误删除系统软件或系统错误设置外，用户无须重新安装Windows。

Windows2000安装需插入安装盘按照提示安装即可。

（2）网络

Windows必须为上位机软件提供网络环境，请首先正确安装NE2000兼容网卡，添加NWLinkIPX/SPX协议，并设置协议属性中心“帧类型”项为Ethernet802.3。

（3）软件安装

将安装光盘插入软驱，运行“setup.exe”按安装向导提示进行安装，需注意安装的目录盘。

磁盘空间应足够存储故障文件，否则系统在启动时将提出警告。

3.2下位机

下位机软件安装需一些准备工作，需连接键盘、显示器、软驱。

（1）CMOS设置

A）设置所有硬盘为“None”。

B）IRQ5分配为LeacyISA

C）COM2须禁止,同时IRQ3须分配为LeacyISA。

以提供给网络适配器。

D）禁止下位机主板的网络和modem功能。

E）禁止下位机主板的USB功能。

F）下位机的PCI优化参数设置为disable。

（2）软件安装

安装前应格式化C：

盘，并装入系统（FormatC:

/S）之后将下位机映象盘内容拷贝到C：

盘。

（3）网络

如果更换了上位机网卡，需用其网卡地址（6字节）更新C:

\line\node.sys文件。

安装完毕后应校准系统时间。

若进行了上、下位机任一个的重新安装，应在系统运行后（上、下位机连接成功）立即进行“参数设置”，以保证上、下位机参数一致。

3.3投运前准备

系统投入运行前应充分做好准备工作。

以下步骤针对一个仅仅具备硬件的最基本系统。

因为出厂前已经过双方合作调试，通常用户不会面对这种情况，用户可选择需要的步骤调整。

但出现硬盘损坏之类严重故障时，用户需按此恢复系统。

（1）安装软件

按前两节所述设置工控机CMOS，并安装上、下位机的软件

（2）设置参量

用户根据设计要求将模拟量、开关量接入系统后，须在“参数设置”中设置接入量的名称、代号、额定值等信息，并设置需要的派生量。

设置完毕，观察上位机的“模拟量监测”、“开关量监测”窗口，检查设置是否正确。

（3）模拟量、派生量精度校准

使用“通道修正”校准修正模拟量通道的零点、通道修正系数等。

（4）启动量、启动值设置

根据设计要求，选择参与故障启动的参量，并设置其启动值（模拟量）。

（5）故障录波数据格式设置

确定故障录波数据格式，设置录波各段的采集频率、录波时间。

（6）故障录制模拟

至少模拟两次故障录制，分别用开关量、模拟量启动，系统应正确响应。

第四章线路录波程序

4.1界面介绍

双击LineOn图标，进入如图4-1所示线路录波主程序界面

图4-1主程序界面

该界面为标准的Windows窗口。

由以下各部分组成：

4.1.1标题栏

标题栏位于主界面的第一行，该窗口有两个作用：

一是用来说明该窗口的名称，如：

电力系统故障录波装置XGL-10。

二是用来对窗口进行操作，窗口最小化窗口最大化关闭窗口。

4.1.2菜单栏

菜单栏位于标题栏的下面一行，从左至右列出了各个菜单供用户选取。

常用菜单及其功能说明将在下面详细介绍。

4.1.3工具栏

工具栏位于菜单栏的下面一行，工具栏中命令按钮均为使用频率较高的命令，各命令按钮均在菜单栏的各菜单项中有对应的子菜单项。

手动启动用于人为启动故障，开始按设定参数的录制波形。

用户登录系统设置了多个级别的用户，用户以不同的用户名和密码登录可获取不同的权限，禁止非指定人员使用特定的功能，以保证系统的安全。

程序退出用鼠标左键单击该按钮，通过退出验证后，退出并关闭此软件。

以上三个命令按钮分别对应控制菜单的手动启动、用户登录和程序退出三个子菜单。

模拟量监测打开模拟量实时监测窗口。

开关量监测打开开关量监测窗口。

以上两个命令按钮分别对应实时监测菜单的模拟量监测和开关量监测两个子菜单。

参数设置打参数设置窗口，对线路参数、模拟量、开关量和计算量参数进行设置。

定值整定打开定值整定窗口，对模拟量、开关量、计算量参数和启动段进行有关启动故障方面的设置。

如：

参量是否参与波形录制、电压和电流阀值或波形分段时间和采样率等。

通道修正打开通道修正窗口，对通道进行零点、相位和幅值修正。

系统设置打开系统参数设置窗口，对系统参数、通信和用户等进行设置。

以上四个命令按钮分别对应系统操作菜单的四个子菜单。

其中详细功能与使用方法见菜单操作中的系统操作菜单介绍。

记录表打开或关闭记录表。

此命令按钮对应视图菜单的记录表子菜单。

关于有关软件的版本和版权信息。

帮助主题有关本软件的一些常见问题的解答。

以上两个命令按钮分别对应帮助菜单的帮助主题和关于两个子菜单。

4.1.4主窗口区

主窗口区位于工具栏的右下方，占去界面的大部分面积，此区是各命令按钮或菜单打开窗口的显示区。

4.1.5记录表

记录表位于工具栏的左下方，可通过视图菜单下的记录表子菜单项和工具栏的切换记录表命令按钮打开或关闭。

记录表有故障列表和事件列表两选项卡,用鼠标左击选项卡，可在故障列表和事件列表中切换。

故障列表包括两列：

时间：

故障的启动时间。

启动量：

启动故障的参量或方式，如模拟量或开关量启动的故障，显示启动故障的参量名称，如无启动参量，则显示启动方式，如手动启动。

通过事件列表，可以查看在近段时间内每天所记录的录波器运行状况，其中包括三列：

时间：

事件发生的时间。

类型：

事件的类型，如运行和错误等。

事件：

发生事件的属性描述。

4.1.6状态栏

状态栏在主界面的最下一行，其中有三个方面的信息。

左面为提示信息，其内容随光标所在位置不同而不同，提示光标所指对象执行时的功能的。

中间是当前已登录的用户名。

右面是通讯状态指示，在通讯网络连接正常的情况下，其为闪烁的红色按钮，在通讯网络未连接或出现故障的情况下，其为闪烁的蓝色按钮。

4.2菜单操作

菜单栏由控制、实时监测、系统操作、视图、窗口和帮助六个菜单组成。

4.2.1控制菜单

控制菜单内容如图4-2所示，控制菜单有以下三个子菜单：

1.手动启动

用于非故障状态下，人为启动故障，无条件转入故障状态，开始按设定条件，对参数进行波形录制。

如果正下位机处于故障录制状态，会弹出手动启动失败提示窗口，否则，弹出手动启动成功提示窗口。

图4-2控制菜单

2.用户登录

应用此软件的用户共分三个等级：

管理员、调试员和操作员。

各级用户的操作权限不同，管理员和调试员是由软件自动生成的，此级别用户仅能有一个，操作员级用户可由管理员设置，数量不受限制，管理员可具有最高操作权限，可对调试员和操作员的操作权限进行管理，其各自操作权限见表一用户操作权限。

打开软件时，软件自动以浏览者（软件为临时登录的用户而设置）的用户名登陆，此用户仅可查看内容，不能进行任何软件设置操作。

用鼠标左键单击此子菜单，打开如图4-3所示用户登录窗口，用鼠标左键单击用户编辑框，直接输入已授权的用户名或用鼠标左键单击编辑框右侧的下拉菜单按钮，在弹出的下拉菜单选择用户名，用鼠标左键单击密码编辑框，输入已得到授权的密码，用鼠标单击窗口下方的确定命令

按钮，完成软件登录。

用户登录后才可以使用本软件，这样可禁止非指定人员进行软件操作，以保证系统的安全。

图4-3用户登录窗口

表一用户操作权限

序号

操作权限

管理员

调试员

操作员

1

手动启动

√

√

√

2

参数设置

※

×

√

3

定值整定

※

※

√

4

通道修正

※

※

√

5

系统设置

※

※

×

6

程序退出

※

※

√

7

查看模拟量监测

※

※

※

8

查看开关量监测

※

※

※

9

查看事件列表

※

※

※

10

查看故障列表

※

※

※

11

打开故障文件

※

※

※

√可设置的权限，※软件自动赋予的权限，×不能享有的权限

3.程序退出

退出并关闭程序。

在退出程序前，需要进行退出验证，弹出如图4-4所示的退出验证窗口其设置方法同验证身份窗口相同，通过验证后，才能退出程序。

密码为空时，则不显示验证对图4-4退出验证窗口

话框，可直接退出。

4.2.2实时监测菜单

实时监测菜单如图4-5所示实时监测菜单有以下两个子菜单：

图4-5实时监测菜单

1.模拟量监测

鼠标左键击此子菜单，在主窗口区打开模拟量实时监测窗口。

在该窗口中以小窗格的形式显示模拟量的名称、代号、单位和实时值，每个小窗格对应一个模拟量。

2.开关量监测

用鼠标左键单击此子菜单，在主窗口区打开开关量监测窗口。

在该窗口中以小窗格的形式显示开关量的名称和状态，每个小窗格对应一个开关量。

4.2.3系统操作菜单

系统操作菜单如图4-6所示有四个子菜单：

图4-6系统操作菜单

4.2.3.1参数设置

用鼠标左击“参数设置”子菜单，打开参数设置属性表，参数设置有线路参数、模拟量、开关量和计算量四个选项卡。

在多页的设置界面中，每页均出现了一些通用的按钮和信息，现说明如下：

添加在列表尾部增加一行新参数，其参数的设定值均为默认值。

插入在当前列表插入一行新的参数，其参数的设定值均为默认值。

复制将当前选中行的参数内容复制到内存中。

粘贴与复制配合使用。

将内存中保存的先前复制内容取出，以设置当前行的参数内容。

删除删除列表的当前行。

上移向上移动设置列表中选中行，上移一次，被选中参量向上移动一行。

如果被选中参量已处于最上面一行，该命令按钮处发灰状态，处于禁用状态。

下移向下移动列表中中被选中行某一参量，下移一次，选中参量向下移动一行。

如果被选中参量已处于最下面一行，该命令按钮发灰，处于禁用状态。

参数设置属性表包含以下按钮：

打印定值用于打印参数设置内容。

确定设置完成后，确认所进行的设置并关闭窗口。

取消取消本次参数设置。

4.2.3.1.1线路参数

打开的参数设置窗口默认在线路参数属性页下，该窗口如图4-7所示，此窗口分为设置母线参数和设置线路参数上、下两个部分。

母线参数包括以下各列：

编号：

母线的序号。

母线名称：

接入母线的名称。

电压等级：

接入母线的电压等级，在6kV到750kV之间选择。

PT变比：

电压互感器的PT变比。

线路参数包括以下各列：

编号：

线路的序号。

线路名称：

接入线路的名称。

所属母线：

线路所连接的母线。

CT变比：

电流互感器的CT变比。

测距参数：

设置线路测距与否及测距所用的线路参数。

图4-7设置线路参数属性页窗口

4.2.3.1.2模拟量

用鼠标左击参数设置窗口的模拟量选项卡，打开如图4-8所示模拟量参数设置窗口。

模拟量表格包括以下各列：

通道名称：

接入模拟量通道的名称。

代号：

接入模拟量通道的代号。

标志：

模拟量通道的相别，根据电压、电流类型在组合框中选择。

通道类型：

模拟量通道的类型，可选为交流电压、交流电流、直流电压、直流电流或高频量中的一种。

所属线路：

通道所属线路。

额定频率：

接入模拟量的频率，交流量为50Hz或其倍数，直流量频率为0。

额定值：

接入模拟量的额定值。

单位：

接入模拟量的计量单位，电压一般为V、kV电流为A、kA。

精度：

模拟量在监测或分析时可显示的小数位数。

变比一次值：

接入模拟量所用互感器变比的一次值。

变比二次值：

接入模拟量所用互感器变比的二次值。

投退：

指定模拟量通道是否参与计算、录波和监测。

图4-8模拟量设置窗口

模拟量参数设置页的其它控制

1.按组操作

执行添加、删除、插入、上移和下移命令时，均以组为操作单位（一组包括四个通道）。

2.按通道操作

执行以上命令时，均以通道为操作单位。

在此窗口的右上方有一个设备信息区，在此区中，用户可编辑厂站名称、设备名称和设备编号信息。

4.2.3.1.3开关量

用鼠标左键单击参数设置窗口的设置开关量选项卡，打开如图4-9所示开关量参数设置窗口。

开关量表格包括以下各列：

通道名称：

接入开关量通道的名称。

代号：

接入开关量通道的代号。

标志：

模拟量通道的相别，根据电压、电流类型在组合框中选择。

通道类型：

开关量通道的类型，可选为保护、断路器或其它中的一种。

相属性：

开关量所接入线路的相别属性。

触点类型：

开关量的触点类型，分常开和常闭两种。

所属线路：

通道所属母线或线路。

投退：

指定开关量通道是否参与录波。

图4-9开关量参数设置窗口

4.2.3.1.4计算量

用鼠标左键单击参数设置窗口的设置计算量选项卡，打开设置计算量属性页窗口，如图4-10所示。

计算量表格包括以下各列：

名称：

计算量的名称。

代号：

计算量的代号。

类型：

计算量的类型，有频率、相角差等多种类型的计算量。

额定值：

计算量的额定值。

单位：

计算量的计量单位。

精度：

计算量在监测或分析时可显示的小数位数。

投退：

指定计算量是否参与录波和监测。

派生参数1-6：

选择或输入要设置的计算量所需的参数。

图4-10设置计算量属性页窗口

系统定义的派生量类型如下：

频率：

测量某一交流模拟参量的频率，在派生参数1中选择要测量的模拟量通道。

压差：

测量同期时的电压差，参数1选择发电机电压，参数2选择系统侧电压，参数3、参数4分别为主变高压侧电压与主变低压侧电压的额定值。

相角差：

测量两交流量的相角差。

参数1、参数2分别选择不同的模拟量通道。

三线有功：

根据三相电压和三相电流计算有功。

各参数依次为电压A相、电流A相、电压B相、电流B相、电压C相和电流C相。

三线无功：

根据三相电压和三相电流计算无功，参数设置同三线有功。

四线有功：

根据线电压和电流计算有功。

各参数依次为电压Uab、电流Ia、电压Ubc和电流Ib。

四线无功：

根据线电压和电流计算无功，参数设置同四线有功。

正序：

计算三相电压或电流的正序量，各参数依次是A、B、C三相电压或电流。

负序：

计算三相电压或电流的负序量，参数同上。

零序：

计算三相电压或电流的零序量，参数同上。

矢量差：

计算两模拟量矢量差，参数1、参数2分别选择两个模拟量通道。

矢量和：

计算两模拟量矢量和，参数同上。

功率因数：

计算功率因数，参数1选择一有功，参数2选择一无功。

实测功角：

计算功角，参数1为系统电压，参数2为转速通道。

计算功角：

用P、Q、Ud、Xq计算功角。

参数1～参数3分别对应发电机有功、无功、机端电压和Xq。

标量和：

对1到3个量进行线性计算。

参数1～参数3分别选择不同的量a、b、c，参数4～参数6指定不同的系数x、y、z计算a*x+b*y+c*z。

4.2.3.2定值整定

用鼠标左键单击定值整定子菜单，打开定值整定窗口，可对模拟量、开关量、计算量参数和启动段进行有关启动和录波方面的设置。

各页中量的名称、符号、额定值、单位等不能编辑，其含义已在参数设置中说明，这里不再介绍。

4.2.3.2.1模拟量

打开定值整定窗口，默认在模拟量定值整定窗口，如图4-11所示。

模拟量表格包括以下各列：

突变值：

接入模拟量通道的突变量启动阀值。

过量值：

接入模拟量通道的过量启动阀值。

欠量值：

模拟量通道的欠量启动阀值。

电流变差：

设置交流电流通道是否可变差启动。

报警处理：

模拟量通道的报警设置，包括报警、不报警和报警复归三个选项。

报警指该模拟量启动故障后发出报警信号。

不报警指该模拟量启动故障后不发出报警信号。

报警复归指该模拟量启动故障后报警但经过几秒时间后自动复归。

图4-11模拟量定值整定窗口

设置突变值、过量值和欠量值的时，左键用鼠标左击所要设置定值的相应窗格，可直接对窗格中的数值进行手工编辑，根据自己的需要进行设置。

同时，该窗