DRL600電力系統(tǒng)故障錄波與測距裝置主要用于35kV~1000kV及以上各電壓等級的常規(guī)變電站、換流站、石化廠、鋼廠、電氣化鐵路、火電廠、水電廠、核電廠等發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)變壓器組需要故障錄波的場合,用于記錄電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰時(shí)有關(guān)電參量的變化過程。裝置采用相互獨(dú)立,并行運(yùn)行的硬件模塊分別實(shí)現(xiàn)用于觸發(fā)記錄的暫態(tài)錄波和用于連續(xù)記錄的長態(tài)錄波,雙重錄波通過高速串行總線共享采樣數(shù)據(jù),完成對電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的“照相”和“攝像”。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
DRL600系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、暫態(tài)錄波單元、穩(wěn)態(tài)錄波單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和管理分析單元組成
1.2.1 數(shù)據(jù)采集單元
數(shù)據(jù)采集單元由6塊采集板組成,完成對96錄模擬量和192路開關(guān)量的同步采樣,并通過高速串行總線將采樣數(shù)據(jù)共享給暫態(tài)錄波單元和長態(tài)錄波單元。采集板1、2、3、4為模擬量和開關(guān)量混合采集,一個(gè)板子采集24路模擬量和32路開關(guān)量采集。采集板5、6只采開關(guān)量,一個(gè)板子采集32路開關(guān)量。
1.2.2 暫態(tài)錄波單元
暫態(tài)錄波,即觸發(fā)記錄,記錄因故障、隨機(jī)擾動或系統(tǒng)操作引起的從一種運(yùn)行狀態(tài)到另一種運(yùn)行狀態(tài)的過渡過程,在暫態(tài)過程中,電力系統(tǒng)所有運(yùn)行參數(shù)都發(fā)生變化,有些則發(fā)生激烈的變化,暫態(tài)錄波以采樣率記錄這一暫態(tài)過程。暫態(tài)錄波配置各種啟動元件,在系統(tǒng)發(fā)生故障或擾動時(shí)可靠啟動并開始錄波。暫態(tài)錄波模塊采用FPGA+DSP+PowerPC嵌入式實(shí)時(shí)硬件平臺,FPGA通過高速串行通訊從采集模塊獲取采樣數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)通過共享內(nèi)存發(fā)給 DSP和PowerPC,DSP負(fù)責(zé)各種電氣參量的實(shí)時(shí)計(jì)算和各種錄波啟動。PowerPC負(fù)責(zé)波形記錄
暫態(tài)錄波數(shù)據(jù)記錄方式
數(shù)據(jù)記錄采用 A-B段方式,A、B段全部采用采樣率記錄。
A 段: 系統(tǒng)大擾動開始前的數(shù)據(jù),記錄時(shí)間整定范圍:0.12s~1s,采樣率為10KHz;*整定值:0.12s,10KHz
B 段: 系統(tǒng)大擾動后初期的數(shù)據(jù),記錄時(shí)間整定范圍:0.2s~3s,采樣率為10KHz;*整定值:3s,10KHz
1.2.2.2 不定長暫態(tài)錄波實(shí)現(xiàn)
單一啟動時(shí)候就按A→B記錄,在B段記錄完就返回;如果B段有啟動存在,就延長B段,直到B段所有啟動復(fù)歸, 當(dāng)B段記錄時(shí)間到大10s時(shí),啟動還沒有復(fù)歸,就新開文件繼續(xù)記錄,直至所有啟動復(fù)歸。
1.2.3 長態(tài)錄波單元
長態(tài)錄波,即連續(xù)記錄,裝置一上電以采樣值不間斷地連續(xù)記錄電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。長態(tài)錄波以2KHz采樣率進(jìn)行長時(shí)間記錄,采用循環(huán)覆蓋方式,7天一覆蓋。長態(tài)錄波也配置了和暫態(tài)錄波同樣的啟動元件,方便檢索、定位故障或擾動點(diǎn)。
1.2.3 信號板單元
信號板單元維護(hù)了高分辨率、高精度實(shí)時(shí)時(shí)標(biāo),并將實(shí)時(shí)時(shí)標(biāo)通過高速總線廣發(fā)給暫態(tài)錄波單元和長態(tài)錄波單元,作為采樣點(diǎn)時(shí)戳。信號板提供B碼、分脈沖、妙脈沖+串口報(bào)文三種對時(shí)接口,錄波信號節(jié)點(diǎn)和裝置故障節(jié)點(diǎn)從信號板開出。
B碼監(jiān)測功能:
1)B碼中斷監(jiān)測:5秒沒有收到或者收到但沒有解析出正確的B碼。
2)B碼跳變:年跳變、月跳變、日跳變,時(shí)跳變、分跳變、秒跳變。
4)B碼奇偶校驗(yàn)錯(cuò)。
5)B碼質(zhì)量異常。
6)B碼時(shí)間和本地時(shí)間的時(shí)差超過1s,進(jìn)入自守時(shí)
1.2.3 管理分析單元
錄波管理單元主要負(fù)責(zé):故障錄波器模型建立,配置管理下發(fā),波形文件管理,故障波形分析,
啟動定值管理,故障測距,MMS對外通訊,每一路模擬量的實(shí)時(shí)向量監(jiān)視,有功功率、無功功率、頻率、正序電壓、負(fù)序電壓、負(fù)序電流的實(shí)時(shí)監(jiān)視以及開關(guān)量狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視。
2 裝置特色
2.1 基于FPGA高速串行通訊的兩種記錄方式獨(dú)立并行的錄波技術(shù)
DRL600電力系統(tǒng)故障錄波與測距裝置采用“照相”和“攝像”兩種記錄方式并行的錄波方式,兩種記錄方式采用獨(dú)立硬件,互不干擾,通過FPGA的高速串行總線共享采樣回路。
2.2 大容量嵌入式存儲技術(shù)
DRL600電力系統(tǒng)故障錄波與測距裝置暫態(tài)錄波和長態(tài)錄波直接由各自錄波CPU獨(dú)立完成,實(shí)現(xiàn)本地記錄,不依賴后臺系統(tǒng)。錄波CPU采用大容量嵌入式存儲技術(shù),可保存不少于5000次的暫態(tài)錄波文件和7天長態(tài)錄波。
2.3 友好的人機(jī)界面,完善的分析功能——方便、直觀、實(shí)用
采用Liunx操作系統(tǒng),友好的圖形化界面。方便實(shí)用的實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)視輔助功能,可按設(shè)備實(shí)時(shí)顯示電流、電壓、負(fù)序量、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、向量圖等相關(guān)參數(shù),實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)視??砂凑崭鞣N條件檢索暫態(tài)錄波數(shù)據(jù)。
錄波系統(tǒng)的分析除可查閱、顯示、打印輸出錄波波形,應(yīng)用縮放、比較、標(biāo)定等定量手段分析電壓、電流的幅值和相位、開關(guān)量的狀態(tài)和動作順序,還可進(jìn)一步進(jìn)行序量分析、諧波分析、阻抗分析、功率P、Q分析、故障測距以及各電氣量波形任一點(diǎn)的有效值分析計(jì)算