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(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(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(fù)責(zé)各種電氣參量的實時計算和各種錄波啟動。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(fù)歸,， 當(dāng)B段記錄時間到**10s時,，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(hù)了高分辨率、高精度實時時標(biāo),，并將實時時標(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(jìn)入自守時

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,，每一路模擬量的實時向量監(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(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(yùn)行監(jiān)視輔助功能,，可按設(shè)備實時顯示電流,、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的有效值分析計算