微机电力故障录波装置介绍
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微机电力故障录波装置 介绍
2020年4月27日星期一
目录
录波装置的作用及发展
作用； 发展（以山大电力公司产品为例）； 新标准及记录方式；
录波装置的使用操作（以山大电力公司产品为例
）
基本原理及特点； 基本操作及分析（结合软件）； 常见问题； 数据导出;
录波装置的作用
正确评价继电保护和自动装置的工作 了解系统故障时的运行状况，快速进行故障
数据拷出
在运行界面上，单击选中故障档案中的对应文件，再选择左下 角“导出数据”按钮，插入经检查无病毒的U盘，数据会自动 生成厂家及COMTRADE格式两种格式文件输出，同时会导出离线 分析软件供使用。
离线软件使用介绍
注意事项： 卸载U盘时，要避免将扩展的第二个网络接口删掉，误卸
时可重启解决
数据联网
智能开关量采集模块构成图
DSP管理模块
模块构成： – 本模块由DSP、NVRAM、CPLD、双口RAM等 构成 。
模块功能： – 该模块负责接收各智能模块数据，进行启动判断 ，并把故障前后的数据缓存到NVRAM中，同时 实现与嵌入式数据管理模块的高速数据交换。
DSP管理模块构成：
基本操作(见软件演示)
录波器常见问题:
1、现象：装置频繁启动,或者内存灯一直常亮，硬盘灯闪
解决： 打开波形，查看故障分析报告，根据启动量去检查 波形是否正常，有效值是否超过定值。
内存灯长亮时，可从“实时监视”菜单中的“显示当前启 动量”功能查看当前哪路模拟量以何种方式越限，通过修改定 值来处理。
2、现象：接GPS脉冲对时方式后时钟不准
B时段：为系统大扰动开始后初期的状态数据，每周波64点的 采样值，可观察到10次谐波；若在C段以后再进入B段，该段记 作B1段，按每周波32点记录。
C时段：为系统大扰动后的中期状态数据，每N周波输出一个工 频有效值。
D时段：为系统动态过程数据，每N1周波输出一个工频有效值 。
输出波形的时间标签，短路故障等突变事件，短路开始时刻为 该次事件的零坐标，误差不大于1毫秒。B、C、D、时段的记录 长度以及N、N1、N2由用户在“后台软件使用说明”的参数设 置中设定。
16 Bit 12.8K
96
操作系统 模拟起动量
DOS 电压、电流越限
WIN98
WIN2000
电压、电流、各序分量 电压、电流、各序量越 越限、突变及差电流启 限、突变及差电流启动 动
连续记录时间
结构方式
30S
一体化 模式
不限
前后台 模式
不限*
嵌入一体化 模式
录波装置发展趋势
随着电力系统的快速发展，能源接入的多重化
先进可靠的软件平台：
基于先进的嵌入式实时多任务操作系统平台，采用组件化的 软件系统结构，大大提高软件系统的可靠性、保证整个装置具 有优异的整体性能。
基本特点
完整可靠的启动方式：
模拟量启动（上限/下限/突变）、开关量启动、谐波启动、序 分量启动（正序/负序/零序）、差流启动、频率越限启动、手 动启动、远方启动等。
GPS接口 模块 电源
理模块
ETX管
A/D采集模块
理模块
开关量采集模块
嵌入式（ETX）数据管理模块
装置采用了ETX（Embedded Technology Extended ）嵌入式模块化CPU。ETX嵌入式计算机模块具有 完整的PC功能和高效的CPU性能，是最近发展的新 的工业控制技术。
该模块主要功能是接收来自DSP管理模块的数据， 对记录数据进行分析处理、显示或打印输出，同时 提供多种方式的联网通讯接口（Ethernet、标准的 RS-232等）。
装置提供两个网口供使用，可同时分别接入子站及录波器网络 两个网络系统
设置IP地址时与外部网线对应
基本特点
高精度数据采集系统：
16位高精度A/D转换、模拟通道高速同步控制采样技术（采 样频率达到12.8kHZ）、基于最小二乘最优化原理的模拟量通 道矢量校正技术（包括幅值、相角误差校正）、CPLD自动频率 跟踪技术等保证装置在宽范围内数据采集、处理的精度。
不间断稳态数据记录：
开启稳态记录，装置可实现了360小时（15天）不间断地记 录全部模拟量和开关量稳态数据，为大范围、长过程、发展性 故障的研究和分析提供了可靠的数据来源。稳态数据记录基波 相量值；稳态、暂态记录时间、采样频率可灵活设定；暂态数 据可无缝嵌入稳态数据中，从而实现了稳态、动态、暂态数据 的统一分析。
数据管理）
一
体
内部总线
化
结
双口RAM
双口RAM
构
智能数据采集
智能数据采集
交、直流电压电流变送 ，开关量变送输入
交、直流电压电流变送 ，开关量变送输入
采集与后台一体化
基本原理
基本特点
嵌入式硬件结构平台：
ETX（Embedded Technology Extended）嵌入式模块化CPU 、32位浮点数字信号处理器（DSP）、大规模可编程逻辑器件 (CPLD)、分层分布式多CPU并行技术；功能合理分散、结构紧 凑、易于扩展、充分保证装置具有强大的数据吞吐及处理能力 。电磁兼容（EMC）通过严酷等级为Ⅳ级测试。实现了高性能 、高可靠性、免风扇、低能耗的整机一体化工业级设计。
，系统也越来越庞大，故障日益变得复杂化，可以 预见未来的录波装置必将向着网络化，数字化，全 天候录波，高速度，大容量的趋势发展变化。
微机故障录波装置主要依据标准
DL/T533-94 220KV~500KV电力系统故障 动态记录技术准则
DL/T633-1999 220KV~500KV电力系统故 障动态记录装置监测要求
解决：检查参数设置中脉冲类型与实际接入的GPS脉冲类 型是否相符，接线位置是否正确，初始时间设置是否精确。
测试时要查看“前置时钟”，而非后台时钟，录波以前置 时钟为准，因为前后台时间同步要半小时才能自动同步。
推荐B码对时
录波器常见问题:
3、现象：故障时间长时，波形查看正常，但打印出来不完整 解决：打印时将打印时间长度延长，缺省长度为3000MS，提 前打印预览查看。
定位 正确分析事故原因及防范措施
型号 开发日期
CPU
A/D 采样频率(Hz)
模拟通道路数
山大电力公司录波装置发展
WDGL-III 1996年 Intel80C196
12Bit 2K 48
WDGL-IV 1999年
DSP Tms320C32
+80C196 14Bit 9.6K 96
WDGL-V 2003年 DSP Tms320C32 +PLD
4、现象：事故分析结果中启动量名称或选线名称不正确 解决：检查参数中的“模拟量名称”及“测距参数”中名称是否对 应正确，外部接线位置和内部通道定义是否一致对应。
5、现象：故障前后只有有效值，没有波形，只看到暂态波形 解决：暂态大电流与负荷小电流对比悬殊，必须放大幅值比例 查看。
录波器常见问题:
8、现象：事故分析结果中启动量名称或选线名称不正确 解决：检查参数中的“模拟量名称”及“测距参数”中名称是否对 应正确，外部接线位置和内部通道定义是否一致对应。
基本特点
功能强大的在线分析软件： 图形化界面设计；稳态数据和暂态数据同屏显示、统一分
析；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、序分量分析、矢量分析、阻抗图分析并显示阻 抗变化轨迹等功能。
前面板图示
装置背面图
DSP管
智能模拟量采集模块构成图：
勇于开始，才能找到成 功的路
智能开关量采集模块
主要由光电隔离电路、32位DSP及双口RAM等构成。见构 成图。
开关量信号经过光电隔离，送到缓冲电路。在同步采样脉 冲控制下，对多通道开关量运行状态进行读取及变位预判 断，然后通过双口RAM将数据送到DSP管理单元。
本模块可采集32-224路开关量，以32路为单位选择。
嵌入式（ETX）数据管理模块构成：
智能模拟量采集模块
模块构成： – 主要由低通滤波电路、高精度A/D、32位DSP等 构成。
主要功能： – 同步采集信号控制下，实时对被监测电气量进行 数据采集及预处理，包括工频有效值、序分量、 谐波等计算，作为故障数据及稳态数据的数据源 。该数据通过双口RAM经装置内部总线将数据送 到DSP管理单元。
记录方式 （1）第一次启动
符合任一启动条件时,装置即由S开始按A-B-C-D时段顺序记录 。 （2）重复启动
在已经启动记录的过程中，如遇电压突变量判据有输出或输 入断路器跳合闸信号，则每次均由S开始，按A-B-C-D时段顺序 接着记录，此时A、B段按每周波32点记录。
在D时段时段,如果系统震荡,则一直按D时段记录,直到振荡 平息。 （3）自动终止条件
当记录时间大于3秒并且所有的启动量全部复归，则自动停 止记录。 （4）特殊记录方式
如果出现单纯性长期低电压或长期低频，则一直按D时段记 录,直到启动量消失。
WDGL-V型录波装置 基本原理及特点； 基本操作； 常见问题； 数据拷出
WDGL-V型录波装置—结构方式
后台处理机
（ISA/104BUS
记录方式：
A
B
C
D
T=0.0000s 大扰动开始
A段——输出原始波形；时间≧0.04s B段——输出原始波形；时间≧0.10s; C段——输出连续工频有效值；时间≧1.00s; D段——每0.1s输出一个工频有效值；时间≧20s;
A时段（≥0.10s）：为系统大扰动开始前的状态数据，每周波 64点的采样值。
2020年4月27日星期一
目录
录波装置的作用及发展
作用； 发展（以山大电力公司产品为例）； 新标准及记录方式；
录波装置的使用操作（以山大电力公司产品为例
）
基本原理及特点； 基本操作及分析（结合软件）； 常见问题； 数据导出;
录波装置的作用
正确评价继电保护和自动装置的工作 了解系统故障时的运行状况，快速进行故障
数据拷出
在运行界面上，单击选中故障档案中的对应文件，再选择左下 角“导出数据”按钮，插入经检查无病毒的U盘，数据会自动 生成厂家及COMTRADE格式两种格式文件输出，同时会导出离线 分析软件供使用。
离线软件使用介绍
注意事项： 卸载U盘时，要避免将扩展的第二个网络接口删掉，误卸
时可重启解决
数据联网
智能开关量采集模块构成图
DSP管理模块
模块构成： – 本模块由DSP、NVRAM、CPLD、双口RAM等 构成 。
模块功能： – 该模块负责接收各智能模块数据，进行启动判断 ，并把故障前后的数据缓存到NVRAM中，同时 实现与嵌入式数据管理模块的高速数据交换。
DSP管理模块构成：
基本操作(见软件演示)
录波器常见问题:
1、现象：装置频繁启动,或者内存灯一直常亮，硬盘灯闪
解决： 打开波形，查看故障分析报告，根据启动量去检查 波形是否正常，有效值是否超过定值。
内存灯长亮时，可从“实时监视”菜单中的“显示当前启 动量”功能查看当前哪路模拟量以何种方式越限，通过修改定 值来处理。
2、现象：接GPS脉冲对时方式后时钟不准
B时段：为系统大扰动开始后初期的状态数据，每周波64点的 采样值，可观察到10次谐波；若在C段以后再进入B段，该段记 作B1段，按每周波32点记录。
C时段：为系统大扰动后的中期状态数据，每N周波输出一个工 频有效值。
D时段：为系统动态过程数据，每N1周波输出一个工频有效值 。
输出波形的时间标签，短路故障等突变事件，短路开始时刻为 该次事件的零坐标，误差不大于1毫秒。B、C、D、时段的记录 长度以及N、N1、N2由用户在“后台软件使用说明”的参数设 置中设定。
16 Bit 12.8K
96
操作系统 模拟起动量
DOS 电压、电流越限
WIN98
WIN2000
电压、电流、各序分量 电压、电流、各序量越 越限、突变及差电流启 限、突变及差电流启动 动
连续记录时间
结构方式
30S
一体化 模式
不限
前后台 模式
不限*
嵌入一体化 模式
录波装置发展趋势
随着电力系统的快速发展，能源接入的多重化
先进可靠的软件平台：
基于先进的嵌入式实时多任务操作系统平台，采用组件化的 软件系统结构，大大提高软件系统的可靠性、保证整个装置具 有优异的整体性能。
基本特点
完整可靠的启动方式：
模拟量启动（上限/下限/突变）、开关量启动、谐波启动、序 分量启动（正序/负序/零序）、差流启动、频率越限启动、手 动启动、远方启动等。
GPS接口 模块 电源
理模块
ETX管
A/D采集模块
理模块
开关量采集模块
嵌入式（ETX）数据管理模块
装置采用了ETX（Embedded Technology Extended ）嵌入式模块化CPU。ETX嵌入式计算机模块具有 完整的PC功能和高效的CPU性能，是最近发展的新 的工业控制技术。
该模块主要功能是接收来自DSP管理模块的数据， 对记录数据进行分析处理、显示或打印输出，同时 提供多种方式的联网通讯接口（Ethernet、标准的 RS-232等）。
装置提供两个网口供使用，可同时分别接入子站及录波器网络 两个网络系统
设置IP地址时与外部网线对应
基本特点
高精度数据采集系统：
16位高精度A/D转换、模拟通道高速同步控制采样技术（采 样频率达到12.8kHZ）、基于最小二乘最优化原理的模拟量通 道矢量校正技术（包括幅值、相角误差校正）、CPLD自动频率 跟踪技术等保证装置在宽范围内数据采集、处理的精度。
不间断稳态数据记录：
开启稳态记录，装置可实现了360小时（15天）不间断地记 录全部模拟量和开关量稳态数据，为大范围、长过程、发展性 故障的研究和分析提供了可靠的数据来源。稳态数据记录基波 相量值；稳态、暂态记录时间、采样频率可灵活设定；暂态数 据可无缝嵌入稳态数据中，从而实现了稳态、动态、暂态数据 的统一分析。
数据管理）
一
体
内部总线
化
结
双口RAM
双口RAM
构
智能数据采集
智能数据采集
交、直流电压电流变送 ，开关量变送输入
交、直流电压电流变送 ，开关量变送输入
采集与后台一体化
基本原理
基本特点
嵌入式硬件结构平台：
ETX（Embedded Technology Extended）嵌入式模块化CPU 、32位浮点数字信号处理器（DSP）、大规模可编程逻辑器件 (CPLD)、分层分布式多CPU并行技术；功能合理分散、结构紧 凑、易于扩展、充分保证装置具有强大的数据吞吐及处理能力 。电磁兼容（EMC）通过严酷等级为Ⅳ级测试。实现了高性能 、高可靠性、免风扇、低能耗的整机一体化工业级设计。
，系统也越来越庞大，故障日益变得复杂化，可以 预见未来的录波装置必将向着网络化，数字化，全 天候录波，高速度，大容量的趋势发展变化。
微机故障录波装置主要依据标准
DL/T533-94 220KV~500KV电力系统故障 动态记录技术准则
DL/T633-1999 220KV~500KV电力系统故 障动态记录装置监测要求
解决：检查参数设置中脉冲类型与实际接入的GPS脉冲类 型是否相符，接线位置是否正确，初始时间设置是否精确。
测试时要查看“前置时钟”，而非后台时钟，录波以前置 时钟为准，因为前后台时间同步要半小时才能自动同步。
推荐B码对时
录波器常见问题:
3、现象：故障时间长时，波形查看正常，但打印出来不完整 解决：打印时将打印时间长度延长，缺省长度为3000MS，提 前打印预览查看。
定位 正确分析事故原因及防范措施
型号 开发日期
CPU
A/D 采样频率(Hz)
模拟通道路数
山大电力公司录波装置发展
WDGL-III 1996年 Intel80C196
12Bit 2K 48
WDGL-IV 1999年
DSP Tms320C32
+80C196 14Bit 9.6K 96
WDGL-V 2003年 DSP Tms320C32 +PLD
4、现象：事故分析结果中启动量名称或选线名称不正确 解决：检查参数中的“模拟量名称”及“测距参数”中名称是否对 应正确，外部接线位置和内部通道定义是否一致对应。
5、现象：故障前后只有有效值，没有波形，只看到暂态波形 解决：暂态大电流与负荷小电流对比悬殊，必须放大幅值比例 查看。
录波器常见问题:
8、现象：事故分析结果中启动量名称或选线名称不正确 解决：检查参数中的“模拟量名称”及“测距参数”中名称是否对 应正确，外部接线位置和内部通道定义是否一致对应。
基本特点
功能强大的在线分析软件： 图形化界面设计；稳态数据和暂态数据同屏显示、统一分
析；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、序分量分析、矢量分析、阻抗图分析并显示阻 抗变化轨迹等功能。
前面板图示
装置背面图
DSP管
智能模拟量采集模块构成图：
勇于开始，才能找到成 功的路
智能开关量采集模块
主要由光电隔离电路、32位DSP及双口RAM等构成。见构 成图。
开关量信号经过光电隔离，送到缓冲电路。在同步采样脉 冲控制下，对多通道开关量运行状态进行读取及变位预判 断，然后通过双口RAM将数据送到DSP管理单元。
本模块可采集32-224路开关量，以32路为单位选择。
嵌入式（ETX）数据管理模块构成：
智能模拟量采集模块
模块构成： – 主要由低通滤波电路、高精度A/D、32位DSP等 构成。
主要功能： – 同步采集信号控制下，实时对被监测电气量进行 数据采集及预处理，包括工频有效值、序分量、 谐波等计算，作为故障数据及稳态数据的数据源 。该数据通过双口RAM经装置内部总线将数据送 到DSP管理单元。
记录方式 （1）第一次启动
符合任一启动条件时,装置即由S开始按A-B-C-D时段顺序记录 。 （2）重复启动
在已经启动记录的过程中，如遇电压突变量判据有输出或输 入断路器跳合闸信号，则每次均由S开始，按A-B-C-D时段顺序 接着记录，此时A、B段按每周波32点记录。
在D时段时段,如果系统震荡,则一直按D时段记录,直到振荡 平息。 （3）自动终止条件
当记录时间大于3秒并且所有的启动量全部复归，则自动停 止记录。 （4）特殊记录方式
如果出现单纯性长期低电压或长期低频，则一直按D时段记 录,直到启动量消失。
WDGL-V型录波装置 基本原理及特点； 基本操作； 常见问题； 数据拷出
WDGL-V型录波装置—结构方式
后台处理机
（ISA/104BUS
记录方式：
A
B
C
D
T=0.0000s 大扰动开始
A段——输出原始波形；时间≧0.04s B段——输出原始波形；时间≧0.10s; C段——输出连续工频有效值；时间≧1.00s; D段——每0.1s输出一个工频有效值；时间≧20s;
A时段（≥0.10s）：为系统大扰动开始前的状态数据，每周波 64点的采样值。