1．1裝置概述

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)電機及發(fā)電機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、電壓崩潰時有關(guān)電參量的變化過程。裝置采用相互獨立，并行運行的硬件模塊分別實現(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、實時時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、隨機擾動或系統(tǒng)操作引起的從一種運行狀態(tài)到另一種運行狀態(tài)的過渡過程，在暫態(tài)過程中，電力系統(tǒng)所有運行參數(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嵌入式實時硬件平臺，F(xiàn)PGA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負責各種電氣參量的實時計算和各種錄波啟動。PowerPC負責波形記錄

  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)，記錄時間整定范圍:0.12s～1s，采樣率**為10KHz；推薦整定值：0.12s，10KHz

B 段： 系統(tǒng)大擾動后初期的數(shù)據(jù)，記錄時間整定范圍:0.2s～3s，采樣率**為10KHz；推薦整定值：3s，10KHz

1.2.2.2 不定長暫態(tài)錄波實現(xiàn)

單一啟動時候就按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段所有啟動復歸， 當B段記錄時間到**10s時，啟動還沒有復歸，就新開文件繼續(xù)記錄，直至所有啟動復歸。

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)運行數(shù)據(jù)。長態(tài)錄波以2KHz采樣率進行長時間記錄，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。

1.2.3  信號板單元

       信號板單元維護了高分辨率、高精度實時時標，并將實時時標通過高速總線廣發(fā)給暫態(tài)錄波單元和長態(tài)錄波單元，作為采樣點時戳。信號板提供B碼、分脈沖、妙脈沖＋串口報文三種對時接口，錄波信號節(jié)點和裝置故障節(jié)點從信號板開出。

 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，時跳變、分跳變、秒跳變。

   4）B碼奇偶校驗錯。

   5）B碼質(zhì)量異常。

   6）B碼時間和本地時間的時差超過1s,進入自守時

1.2.3  管理分析單元

      錄波管理單元主要負責：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，每一路模擬量的實時向量監(jiān)視，有功功率、無功功率、頻率、正序電壓、負序電壓、負序電流的實時監(jiān)視以及開關(guān)量狀態(tài)實時監(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獨立完成，實現(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 友好的人機界面，完善的分析功能——方便、直觀、實用

采用Liunx操作系統(tǒng)，友好的圖形化界面。方便實用的實時運行監(jiān)視輔助功能，可按設(shè)備實時顯示電流、電壓、負序量、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、向量圖等相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)運行監(jiān)視。可按照各種條件檢索暫態(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，還可進一步進行序量分析、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的有效值分析計算