国电南自DRL-600-G微机型电力系统故障录波及测距装置

1.装置概述

DRL600电力系统故障录波与测距装置主要用于35kV～1000kV及以上各电压等级的常规变电站、换流站、石化厂、钢厂、电气化铁路、火电厂、水电厂、核电厂等发电机及发电机变压器组需要故障录波的场合，用于记录电力系统发生短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃时有关电参量的变化过程。装置采用相互立，并行运行的硬件模块分别实现用于触发记录的暂态录波和用于连续记录的长态录波，双重录波通过高速串行总线共享采样数据，完成对电网运行数据的“照相”和“摄像”。

1.2 系统结构

        DRL600系统由数据采集单元、暂态录波单元、稳态录波单元、实时时钟单元和管理分析单元组成

1.2.1 数据采集单元

        数据采集单元由6块采集板组成，完成对96录模拟量和192路开关量的同步采样，并通过高速串行总线将采样数据共享给暂态录波单元和长态录波单元。采集板1、2、3、4为模拟量和开关量混合采集，一个板子采集24路模拟量和32路开关量。采集板5、6只采开关量，一个板子采集32路开关量。

1.2.2  暂态录波单元

         暂态录波，即触发记录，记录因故障、随机扰动或系统操作引起的从一种运行状态到另一种运行状态的过渡过程，在暂态过程中，电力系统所有运行参数都发生变化，有些则发生激烈的变化，暂态录波以采样率记录这一暂态过程。暂态录波配置各种启动元件，在系统发生故障或扰动时启动并开始录波。暂态录波模块采用FPGA+DSP+PowerPC嵌入式实时硬件平台，FPGA通过高速串行通讯从采集模块获取采样数据，并将数据通过共享内存发给 DSP和PowerPC，DSP负责各种电气参量的实时计算和各种录波启动。PowerPC负责波形记录

1.2.2.1  暂态录波数据记录方式

数据记录采用 A-B段方式，A、B段全部采用采样率记录。：

A 段： 系统大扰动开始前的数据，记录时间整定范围:0.12s～1s，采样率为10KHz；***整定值：0.12s，10KHz

B 段： 系统大扰动后初期的数据，记录时间整定范围:0.2s～3s，采样率为10KHz；***整定值：3s，10KHz

1.2.2.2 不定长暂态录波实现

单一启动时候就按A→B记录，在B段记录完就返回；如果B段有启动存在，就延长B段，直到B段所有启动复归， 当B段记录时间到10s时，启动还没有复归，就新开文件继续记录，直至所有启动复归。

1.2.3  长态录波单元

       长态录波，即连续记录，装置一上电以采样值不间断地连续记录电网运行数据。长态录波以2KHz采样率进行长时间记录，采用循环覆盖方式，7天一覆盖。长态录波也配置了和暂态录波同样的启动元件，方便检索、定位故障或扰动点。

1.2.3  信号板单元

       信号板单元维护了高分辨率、***实时时标，并将实时时标通过高速总线广发给暂态录波单元和长态录波单元，作为采样点时戳。信号板提供B码、分脉冲、妙脉冲＋串口报文三种对时接口，录波信号节点和装置故障节点从信号板开出。

 B码监测功能：

   1）B码中断监测：5秒没有收到或者收到但没有解析出正确的B码。

   2）B码跳变：年跳变、月跳变、日跳变，时跳变、分跳变、秒跳变。

   4）B码奇偶校验错。

   5）B码质量异常。

   6）B码时间和本地时间的时差过1s,进入自守时

1.2.3  管理分析单元

      录波管理单元主要负责：故障录波器模型建立，配置管理下发，波形文件管理，故障波形分析，

    启动定值管理，故障测距，MMS对外通讯，每一路模拟量的实时向量监视，有功功率、无功功率、频率、正序电压、负序电压、负序电流的实时监视以及开关量状态实时监视。

与站控层设备通讯主要提供以下服务：

IEC61850 FILE文件服务，传输故障录波文件及故障录波简报

IEC61850 SGCB定值组控制块服务，实现定值查看，修改，投退；

IEC61850 Report服务，传输故障装置故障信号和故障录波启动信号

IEC61850 Control控制服务，实现远方启动录波和复归录波告警信号

2. 装置特色

2.1  基于FPGA高速串行通讯的两种记录方式立并行的录波技术

    DRL600电力系统故障录波与测距装置采用“照相”和“摄像”两种记录方式并行的录波方式，两种记录方式采用立硬件，互不干扰，通过FPGA的高速串行总线共享采样回路。

2.2  大容量嵌入式存储技术

    DRL600电力系统故障录波与测距装置暂态录波和长态录波直接由各自录波CPU立完成，实现本地，不依赖后台系统。录波CPU采用大容量嵌入式存储技术，可保存不少于5000次的暂态录波文件和7天长态录波。

2.3 友好的人机界面，完善的分析功能——方便、直观、实用

    采用Liunx操作系统，友好的图形化界面。方便实用的实时运行监视辅助功能，可按设备实时显示电流、电压、负序量、有功功率、无功功率、视在功率、频率、向量图等相关参数，实现运行监视。可按照各种条件检索暂态录波数据。

录波系统的分析除可查阅、显示、打印输出录波波形，应用缩放、比较、标定等定量手段分析电压、电流的幅值和相位、开关量的状态和动作顺序，还可进一步进行序量分析、谐波分析、阻抗分析、功率P、Q分析、故障测距以及各电气量波形任一点的有效值分析计算