故障录波运行规程(1)

第十章SHDFR_B 电力故障记录装置1 、SHDFR_B 电力故障记录装置简介SHDFR_B 电力故障记录装置（简称SHDFR_B 录波器），是深圳市双合电气股份有限公司在原录波器系列产品基础上研发成功的新型EC 61850 兼容嵌入式数字录波器。

该产品按照IEC 61850 标准对数字录波器建模，并在此基础上实现录波器的传统功能。

SHDFR_B 录波器通过IEC 61850-8-1所要求的MMS通讯方式与变电站内录波管理机及远方调度通讯。

SHDFR_B 录波器采用国际上技术先进的嵌入式硬件结构，使用32 位浮点DSP 进行采样，嵌入式计算机进行数据处理，具有分析能力强和运行速度快等特点；低功耗新型芯片，硬件冗余设计等技术方案，使系统运行更加稳定可靠。

采用VxWorks 实时嵌入式操作系统和最新研发成功的操作软件，使新产品的人机界面更加便捷，功能更加强大。

SHDFR_B 录波器是集故障（暂态）录波、动态录波和实时运行监测、波形分析和测距为一体的新型装置。

SHDFR_B 系列录波器已在国内多个电力部门使用，客户反馈良好，事实证明SHDFR_B 录波器是当前国内高稳定性和高可靠性兼优的一流录波器。

1.1 SHDFR_B 录波器的功能、用途和特点1.1.1 功能及用途SHDFR_B 电力故障记录装置，适用于110KV 及以上变电站和发电厂等电力单位，用于输电线路的动态录波、故障录波及实时监测和故障分析。

当电力系统正常运行时，它进行正常运行（动态）录波，同时可进行各种运行参数和电气量的实时监测和分析；当电力系统发生故障或运行参数超过设定值时，自动起动录波器进行故障录波，供日后进行故障分析及故障点测距，并且在暂态录波的同时不影响动态录波。

它是电力系统进行实时运行监测、故障分析及测距的可靠工具，是保证电力系统安全运行的有力措施。

1.1.2 特点1) 支持IEC 61850服务器端按照IEC61850-7-x 建模，客户端对与客户请求有关的模型进行映射。

严格按照IEC61850-6 实现系统配置，具有可以独立使用的配置工具；支持新一代变电站通讯标准IEC 61850 ，通讯协议符合IEC 61850-8，映射为MMS 服务；同时支持电力行业通讯标准DL/T667-1999 （IEC60870-5-103 ）。

2) 高可靠性工业级全嵌入式结构：装置采用了嵌入式硬件平台和嵌入式软件平台，从根本上保证了系统的稳定性和可靠性。

设计时把装置各功能模块统一考虑，使不同的功能模块安装在同一个机箱内，降低以高效率的管理、高素质的人才、高品质的产品，服务于电力系统了装置功耗，同时提高了抗干扰能力。

基于嵌入式理念设计开发实时软件，并采用实时操作系统VxWorks ，确保装置软件的实时性和稳定性。

3) 多种录波方式自由组合：可以实现暂态录波、动态录波两种录波方式的自由组合。

暂态录波：标准配置32路模拟量，64 路开关量（最大配置96路模拟量，192 路开关量）最大10KHz 采样率；动态录波：标准配置32路模拟量，64 路开关量（最大配置96路模拟量，192路开关量）；4) 暂态录波单元和动态录波单元采用独立硬件系统：两个单元可分别单独运行或同时运行，一个录波单元的器件损坏不影响另一个录波单元的正常运行。

5) 后台管理软件可做为工程师站管理多台录波装置：通过该软件系统可以同时控制和管理多台录波装置和多个IEC 61850 逻辑设备：线路录波，主变录波，发电机录波等，降低了用户培训费用。

6) 功能强大的离线分析软件：图形化界面设计，运行于Windows2000 以上操作系统平台，具有强大的在线帮助系统便于用户操作；具有编辑、漫游功能，提供波形的显示、迭加、组合、比较、剪辑、添加标注等分析工具，可选择性打印和打印预览；具有谐波分析、序量分析、矢量分析、频率分析，功率分析，过激磁分析，差流分析，阻抗图分析并显示阻抗变化轨迹等功能；具有虚拟通道分析功能；支持故障数据自动分析和手动高级分析，生成XML格式的故障报告，故障分析输出结果详细清楚；具有继电保护特性分析和开关变位时序分析功能。

7) 灵活可靠的组网及数据远传：支持电力行业通讯标准DL/T667-1999 （IEC60870-5-103 ）和新一代变电站通讯标准IEC61850。

同时支持国内主要电网的专用通信规约，如华北103 规约和南网103 规约等。

支持支持各种联网及数据远传方式，可适应于拨号方式、专线方式、TCP/IP 网络连接方式等；可以由记录单元直接对外通信，不依赖于管理单元，由于记录单元采用嵌入式操作系统VxWorks 同时采用多网卡通讯，设备内部通讯与对外组网完全物理隔离，可以以高效率的管理、高素质的人才、高品质的产品，服务于电力系统有效的防止病毒感染。

8) 双端测距：双端测距算法不受过渡电阻和对端馈入电流的影响，无需考虑系统运行方式的变化，大大提高了测距精度。

9) 高精度采样点时标：每个采样点均带有绝对时标，由于采用高精度时间同步技术，每个采样点的时间精度误差＜1us，可用于实现同步相量测量及提高双端测距精度。

10) GPS 高精度对时：可以支持秒脉冲，分脉冲，串行报文，IRIG-B等多种对时方式，误差不大于±1ms。

11) 独特的数据记录格式：对于系统大扰动后的中期状态数据（C 段）和系统动态过程数据（D 段），传统的记录方式只记录有效值。

本装置模拟量通道采用基波相量值（实部+ 虚部）的方式记录，这种记录格式带来了丰富的动态分析功能，如：可以输出有效值、相位、有功功率、无功功率和差流等信息；也可以进行相量分析、序量分析、阻抗分析和频率分析等。

12) 故障前记录时间长：传统故障录波方式故障前记录0.1s ，本装置故障前增加一个A2段，以基波相量值（实部+ 虚部）的方式长时间记录故障前各电气量的状态，最大可设为10秒，可帮助分析缓慢变化的发展性故障。

1.2 SHDFR_B 录波器的型号含义及说明1) SHDFR_B 含义：2) SHDFR_B 符合并通过以下标准的检测：国家标准《GB/T7261 -2000 继电器及装置基本试验方法》；行业标准《DL/T 663-1999 220KV~500KV 电力系统故障动态记录装置检测要求》。

IEC 标准《变电站通讯网络和系统》。

1.3 SHDFR_B 录波器由两个部分组成1.3.1 客户端由工控机、打印机和显示器等配套设备及客户端管理软件组成。

客户端的主要业务功能有：1) ACSI处理；2) 实时监测；3) 离线分析；4) 在线配置；5) 定值设定；6) 运行控制；7) 录波文件管理；8) 事件检索。

1.3.2 服务器端由信号输入板、采集板、监控板和GPS 板组成。

服务端的主要业务功能有：1) 实时采集；2) 实时计算；3) 故障启动或标记（动态录波）；4) 数据模型业务处理；5) 动态录波；6) 暂态录波；7) 状态自检；8) 实时波形数据传输；9) 时钟同步；10) IEC61850 服务；11) 103 通信服务。

2 、录波系统与故障分析2.1 系统构成SHDFR_B 软件采用采用客户-服务器架构。

一个服务器通过以太网通讯和多个客户端同时通讯。

在服务器端按照IEC61850-7-x 建模，客户端对与客户请求有关的模型进行映射。

通讯协议符合IEC 61850-8，映射为MMS 服务。

严格按照IEC61850-6 实现系统配置，并形成可以独立使用的配置工具。

在服务器端完成数据的采集记录、分析和存储，客户端可以控制设备状态、实时状态显示、调取数据（报告、日志和数据）。

按数据处理流程，SHDFR_B 软件可分为多个层次。

2.2 输入信号1) 模拟量信号：二次回路接入；2) 开关量信号：硬接点方式接入；3) GPS 对时：B 码、分脉冲、串行码加脉冲形式。

2.3 暂态记录方式根据国标规定的数据记录时间和方式及采样速率进行录波。

为保证数据记录的完整性和记录信息的有效性，数据记录以全速采样值记录为主，对持续时间较长的异常运行工况和故障状态辅之以相量实、虚部的记录方式，以减少所需的存贮容量，加快记录数据的传送速度。

为此，录波数据采用分段记录方式，具体分段方式.1) A2段：记录故障前各通道相量实、虚部值，直流分量以平均值代替，记录时间0 ～8s ；2) A1段：系统大扰动开始前的状态数据。

输出原始记录波形，记录时间0.1s～1s ；3) B 段：系统大扰动后初期的状态数据。

可直接输出原始记录波形，可观察到5 次谐波。

同时也可以输出每一个周波的工频有效值及直流分量值，记录时间0.3s ～20s；4) C 段：系统大扰动后的中期状态数据，输出连续的各通道相量实、虚部值，记录时间0s～60s；5) D 段：系统动态过程数据，每0.1 秒输出一个各通道相量实、虚部值，记录时间0s～600s 。

A2-A1-B-C-D 段长度均是可设的。

A1段和B 段采样率相同且可设定为1K、2K、5K、10K四种频率。

各记录时间段的实际时间可根据需要进行调整。

当记录位于C 、D 时段时，若又遇启动，则按A1、B 、C 、D 重新开始记录。

在长期低压、低频的情况下，A1、B 、C 段记满设定时间后，进入D 段，一直在D 段记录，满30 分钟后，可以停止记录。

具体录波数据记录方式.t=0ms 扰动开始时刻2.4 数据存储方式装置启动后可连续录波，录波数据存储在本地CF卡或者硬盘。

也可通过以太网上传到客户端管理系统或者调度端进行存储。

CF 卡或者硬盘存满后，新数据覆盖旧数据。

同时装置采用独立的插件提供动态长录波功能，可以以2k/s 速率长期循环记录采样数据。

2.5 参数整定可在后台机客户端修改定值文件。

2.6 故障分析2.6.1 在线分析装置启动录波后，可在线进行启动时间、故障线路、启动原因、故障类型等分析。

3.1.1 DFR 单元前视图DFR 单元前面板只显示系统运行状态和简单的手动控制。

前面板结构.1) 指示灯显示运行灯：系统正常运行，绿灯闪烁；调试状态，绿灯常亮；系统不运行，绿灯灭。

启动灯：有启动，绿灯亮；无启动，绿灯灭。

异常灯：有异常，红灯亮；无异常，红灯灭。

告警灯：有告警，红灯亮；无告警，红灯灭。

2) 控制按钮手动启动开后台机(注: 本版暂不支持该按钮)信号复位3.1.2 DFR 后视图DFR 单元可插装电源板、高频板、GPS 板、开关量输入板、模拟量输入板、暂态监控板、动态监控板和DSP 采集板。

按配置可按 2 种组成方式，分别为32 路和96 路面板排列.3.2 硬件结构图3.2.1 系统独立部署图系统独立部署图3.2.2 系统分布式部署图系统分布式部署图3.2.3 系统结构框图系统中开关量板负责开关量的采集，模拟量板的功能是对模拟量进行调理、采集、AD转换。