中元华电故障录波装置

ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置
使用说明书
1. 概述
ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置是采用嵌入式图形系统，以及当今为**的DSP与32位嵌入式CPU，结合高性能的嵌入式实时操作系统而设计的，适应电力系统发展需求的暂态故障记录和连续记录装置。
本装置采用了全嵌入式设计，使用了嵌入式图形操作系统、的DSP技术、大规模FPGA技术、嵌入式实时操作系统技术、网络通信技术，并结合了电力系统的发展，特别是嵌入式图形操作系统的使用，大大提高了装置的可靠性和稳定性。
本装置采用嵌入式图形操作系统，支持键盘、鼠标和USB磁盘，其图形界面风格与Windows类似，使用简单方便。
本装置在嵌入式系统上实现了故障录波装置的全部功能，其运行、配置和维护不需要Windows系统，可以抵抗病毒和恶意软件的攻击。
本装置主要由DSP插件、CPU插件、液晶屏和信号变送器等组成，可以满足96路模拟量和256路开关量的接入。本装置内置1000Hz的连续记录功能，也可以选配独立的连续记录插件，可实现高达5000Hz的连续记录功能。
图1 系统结构示意图
本装置的正面主要由12.1吋液晶显示器、指示灯、按键和带有防尘盖的USB 2.0接口等组成。
1.1. 指示灯
运行灯：绿色，正常运行时，每秒钟闪烁1次；装置死机时，不闪烁；装置掉电时，不亮。
故障灯：红色，装置故障时亮；装置正常时，熄灭。
录波灯：橙色，装置启动录波时亮，录波复归后熄灭。
对时灯：橙色，装置每次收到GPS对时信号时闪烁一次，如果没有没有收到GPS对时信号，则熄灭。
装置在启动过程中，这些指示灯会全亮，以测试指示灯是否损坏，这是正常现象。
1.2. 按键
录波：手动启动录波。
复归：复归录波告警信号，使录波告警继电器断开。
1.3. USB接口
USB接口可插入USB接口的存储设备，可用于导出录波数据，请参考“2.5 近录波列表”和“2.4运行状态区”。
USB接口也可用于备份、恢复定值和配置。
2. 主界面
2.1. 简介
ZH-5录波装置主界面如下图，主要可分为“菜单栏”、“快捷工具栏”、“运行状态区”、“实时监测和查询区”、“近暂态录波列表”等几个主要部分。
图2.1 主界面
2.2. 键盘快捷键
手动启动录波：F12或Ctrl+R。
暂停实时监视：Pause。
2.3. 快捷工具栏
【暂停实时监视】：按下可停止实时监视页面的刷新，保持当前的图形和数据不变；弹起则每秒刷新一次监视页面。该功能影响所有的实时监测页面。
【显示一次值】：按下表示在实时监视页面中显示一次值，弹起表示以二次值显示(默认)。该功能影响所有的实时监测页面。
【手动录波】：手动启动录波。
【修改定值】：启动修改定值软件，修改当前定值，见“4定值整定” 。
【查看定值】：启动定值查看软件，定值是只读的。
【修改配线】：启动修改配线软件，修改当前接入的信号量，见“5接入信号配置” 。
【查看配线】：启动配线查看软件，不能修改配线。
2.4. 运行状态区
左侧显示了巡检状态和进度，接着显示了系统当前频率，右边使用指示灯的方式显示了系统状态。常见指示灯如下：
[+24V]指示灯：
绿色[ ]：+24V电源正常；
红色[ ]：+24V电源故障。
[存储]指示灯：
绿色[ ]：数据存储设备正常；
红色[ ]：数据存储设备故障。
[USB]指示灯：
绿色[ ]：插入了USB磁盘(支持USB 1.1和2.0)，USB磁盘可写；
灰色[ ]：插入了USB磁盘(支持USB 1.1和2.0)，USB磁盘只读。
[录波]指示灯：
灰色[ ]：装置没有启动录波，且未启动连续记录；
灰色但左下角为橙色[ ]：装置没有启动录波，已经启动连续记录；
橙色[ ]：装置正在录波。
[稳态]指示灯：
灰色[ ]：无法与稳态连续记录插件通信；
绿色[ ]：稳态连续记录插件正常；
红色[ ]：稳态连续记录插件故障。
注意：此指示灯仅当本装置配有独立的稳态连续记录插件时，才会出现。
[DSP]指示灯：
绿色[ ]：DSP插件正常，且没有录波；
橙色[ ]：DSP插件正常，且正在录波；
红色[ ]：DSP插件异常，请与厂家联系。

 故障简报的查看
装置录波后在下方故障信息窗口中会弹出所录波形的故障简报，该故障简报包括录波启动时间、子站号、子站名、启动名称、启动文件名。在故障信息窗口中选中要查看的录波文件点击鼠标右键，选中【查看所有启动名称】（如图2.5）便可在信息窗口中列出该启动的所有启动信息。
在线路测距有输出时，程序认为是线路故障会自动弹出线路故障的简报（如图2.6）主要信息包括：
故障时间、故障线路、故障距离、故障相别、跳闸相别、断路器跳闸时间、保护动作时间、故障**周波电流/电压有效值、故障后一周波电流/电压有效值等，如果线路重合会有重合闸相关信息。

常见问题的处理
 GPS天线插入插座，读取GPS信息，消息窗口显示：GPS天线无效、时钟无效。
原因分析：可能是GPS天线的接头没有压接好，需重新压接；也可能是连接天线的电缆，在电缆沟里被拉扯断，需重新铺设。铺设时，电缆应加套PVC套管。
 读取GPS信息，消息窗口显示：GPS天线有效、时钟有效；但捕获的卫星数始终为S=0。
原因分析：应检查天线接收器周围是否有遮挡物，需要重新选择安装位置。
 读取装置时钟，消息窗口显示的ARM1、ARM2时钟不一致。
原因分析：这是因为对时接口单元(CLOCK)没有接入有效的时钟信息，ARM1、ARM2单元按各自内部的时钟走时。如果暂时没有外部对时信号，可通过“校验”→“预置时钟”菜单将ARM1、ARM2单元的时钟统一到录波管理单元时钟。
 故障模拟试验，故障测距不准
可能的原因 处理方法
采样值不准 重新进行刻度校准
电流电压相角不正确 打开录波文件，观察对应线路的电压电流相角是否正确，如不正确，则检查输入线是否接反，重新接线后，再做一次试验。
故障点**出测量范围 在定值软件中检查输入的线路长度是否正确。
互感器二次侧电流设置不正确 在定值软件中检查输入的“二次侧电流”是否正确。
需要说明的是，软件的实际测距范围是输入线路长度的1.5倍，**出此距离的故障，软件将认为是区内无故障。
线路阻抗参数设置不正确 在定值软件中检查输入的线路阻抗参数是否正确。
线路电压等级、电流变比设置不正确 在定值软件中检查输入的线路电压等级、电流变比是否正确。
测试仪的二次阻抗输出不正确 务必**测试仪输出为互感器二次侧的阻抗，否则将测距不准。
试验的阻抗角设置不正确 测试仪的输出阻抗角度必须设置在*的范围内，请按下列规则设置阻抗角：
1、 单相故障：角度为－10°到110°
2、 相间故障：相对角度在±10°
3、 三相故障：相对角度在±10°
6. 维护手册
6.1 设备的周检及维护
设备的周检及维护至少包括以下内容：
6.1.1 清扫设备内部各安装单元表面的灰尘 ，特别是通风、散热孔处的灰尘。
6.1.2 检查导线的绝缘是否良好。接线端子有无松动。
6.1.3 检查录波器ARM单元与录波管理单元的通讯状态。
“WY9录波管理软件”界面下方的暂态录波/稳态录波指示灯为绿色；工具栏无灰掉的项目，说明ARM单元与录波管理单元的通讯正常。
6.1.4 装置自检。
在“WY9录波管理软件”界面工具栏点击“装置自检”，界面下方的消息窗口将反馈自检信息，检查设备有无出错、告警信息。
6.1.5 检查录波器时钟是否正确。
在“WY9录波管理软件”界面工具栏点击“装置时钟”，界面下方的消息窗口将反馈暂态录波/稳态录波单元的内部时钟，两个单元的时钟应正确并完全一致。
如果设备内置卫星接收模块或配置有GPS授时单元，还应在“WY9录波管理软件”界面工具栏点击“GPS信息”，检查GPS的状态是否正常。
6.1.6 定值校核
在录波管理软件界面，点击工具栏“提取定值”；然后。点击“编辑定值”打开定值编辑软件，打印输出定值单，检查定值是否与要求的定值一致。
6.1.7 测量精度校验。在录波管理软件界面选择“通道信息”页面，检查输入量与测量值是否一致。
6.1.8 打印功能检查。
开启打印机电源，打印测试页，检查打印的色带、机械部件有无异常。选择一个录波文件，双击打开录波图软件，打印波形。检查打印的波形是否正常。
6.1.9 文件清理
将U盘插入到录波管理单元USB接口。
在录波管理软件界面”管理机文件”页面，选择故障文件条目，右键选择“备份”，选择路径将故障文件备份到U盘；
应注意：不要直接从Data目录下拷贝文件，因为每次录波文件包括*.dat 、*.cfg 、*.lne同名的三个文件，从Data目录下拷贝文件容易拷漏文件。
另外，也不要直接从Data目录下删除文件，因为这样不会删除数据库中的相关信息。
6.2 软件升级
6.2.1 录波器ARM单元软件升级，应在厂家技术人员的指导下进行。
6.2.2 录波管理单元软件升级，按照厂家提供的说明文档操作，但应注意升级时不能改变原有的设置，包括通道变比设置、录波器配置信息、启动定值、标记阀值、以及零漂刻度，而且录波管理单元上电启动后，应自动打开、运行升级后的软件。
6.2.2.1 升级前，建议备份工作目录下的所有文件，不包括子目录；
6.2.2.2 升级前，应备份有用的录波文件。
6.2.2.3 升级时，程序自动装入空的数据库，但不会覆盖原来的通道变比设置、录波器配置信息、启动定值、标记阀值、零漂刻度、以及其他相关设置。当启动录波管理软件时，软件自动从定值文件读取相关信息，初始化数据库。

山东山大电力WDGL-VI/A 微机电故障录波监测装置（以下简称装置）全面贯彻了国家电力行业标准：
DL/T 553-2013 电力系统动态记录装置通用技术条件
DL/T 873-2004 微机型发电机变压器组动态记录装置技术条件
DL/T 478-2013 继电保护和安全自动装置通用技术
Q/CSG 110031-2012 南方电网故障录波器及行波测距装置技术规范
Q/CSG 110010-2011 南方电网继电保护通用技术规范
装置同时支持 103、104 和 IEC61850 规约，是自主研制开发的新一代微机电力故障录波监测装置，具
有鲜明的技术特点：
基于 MIPS64 多核多线程架
构的硬件平台
采用基于 64 位 MIPS64 架构的多核多线程网络处理器，集成网络硬件加速、
硬件压缩解压缩、高速消息分发处理等机制；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；实现了高性能、高可靠性、低功耗、
免风扇的整机一体化工业级设计，同时实现报文记录与故障录波功能
硬件高速压缩技术 采用硬件无损压缩技术，速率高达 2.5Gbps，格式符合 ZLIB/Deflate/GZIP
(RFC 1950/1/2)标准
**可靠的软件平台 自主研发多核多线程暂态、稳态处理软件平台，结合**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、
**整个装置具有优异的整体性能
完整可靠的录波启动方式 所有通道（ 96 个模拟通道、192 个开关通道和 64 个虚拟通道）均
可启动录波，包括模拟启动（上限/下限/突变）、开关启动、谐波启动、
序分启动（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
虚拟通道功能 具有虚拟通道功能，通过公式定义形成虚拟通道，虚拟通道与实际通道同等
对待，用户可自由编辑和命名，可启动录波，启动值可整定
高精度故障测距技术 基于补偿技术的单端测距算法较大提高了测距精度，测距误差＜2%，并可实
现双端测距
功能强大的在线分析软件 图形化界面设计，可运行于 windows 或 linux 操作系统平台；同时显示和分
析稳态波形和录波波形，实现录波数据与稳态数据的统一分析；
分析软件可计算显示各个电压电流通道瞬时值、有效值、有功、无功、序分
、差流、谐波、阻抗等值；具有编辑、漫游功能，提供波形的显示、叠加、
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