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1、文档历史记录ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置技术说明书武汉中元华电科技股份有限公司Wuhan Zhongyuan Huadian Science &Technology Co., Ltd文档历史记录历史记录修改历史记录序号日期修改情况版本号签字012009.2.18创建1.0郑君林022009.4.09修改1.1郑君林032009.8.10增加3、5次谐波定值，删掉单次录波长度定值1.2郑君林042009.11.23修改部分文字错误1.2谢文勤052009.12.8修改部分描述错误1.2李婷062010.10.08增加连续记录插件，并对部分内容进行调整1.3郑君林校阅历史记录序号日期校对情况
2、签字012009.4.7排版校对无误李婷022009.4.09排版李婷032009.5.20校正UN,IN下标错误郑君林批准历史记录序号日期批准情况签字012009.6.29正确张小波目录目 录1.概述12.关键技术22.1.全嵌入式结构和基于VxWorks的图形界面22.2.对病毒免疫22.3.单DSP架构22.4.稳态连续记录（长录波）功能22.5.完备的对时接口22.6.支持IEC 61850-8规约33.技术指标43.1.输入信号43.2.性能指标43.3.时钟及同步精度53.4.通信接口和规约53.5.3/2接线53.6.变压器录波53.7.数据格式63.8.稳态连续记录63.9.电
3、磁兼容性能（抗电磁干扰性能）63.10.供电电源63.11.外形尺寸、安全防护等级及颜色74.定值和整定范围84.1.整定原则84.2.定值清单85.工作原理105.1.总体结构105.2.抗病毒原理105.3.暂态录波原理115.4.稳态连续记录原理126.嵌入式图形软件的主要功能136.1.实时监测功能136.2.波形查看功能136.3.波形分析功能136.4.定值整定146.5.配线和参数修改14附录1: 连续记录插件对存储容量的需求1517ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置技术说明书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和VxWorks、DSP构成的全嵌入式故
4、障录波和分析装置。它是国内第一款在高可靠性实时操作系统VxWorks上，实现了基于嵌入式图形系统和图形界面的录波装置，可广泛适用于110kV1000kV电压等级的变电站和换流站等。ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置，符合以下主要标准：v DL/T663-1999：220500kV电力系统故障动态记录装置检验测试要求v DL/T553-94：220500kV电力系统故障动态记录技术准则v GB/T 22386-2008：电力系统暂态数据交换通用格式(COMTRADE)2. 关键技术2.1. 全嵌入式结构和基于VxWorks的图形界面ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置采用基于VxWorks的全嵌入
5、式结构，使用了嵌入式图形系统。在嵌入式硬件和软件平台上实现了包括数据采集、数据存储、人机接口、波形分析、波形显示、波形打印、远程通信等录波器的全部功能。ZH-5录波装置采用与Windows类似的图形界面，操作简单易于使用，支持键盘、鼠标和USB移动磁盘。对装置的参数设置、调试、整定等操作都可以在嵌入式图形界面上完成，彻底脱离了基于Windows的软件。2.2. 对病毒免疫ZH-5录波装置只使用高可靠性的VxWorks嵌入式实时操作系统，并针对录波装置的需求和特点开发专用软件，同时对VxWorks操作系统进行了裁减，因此不会感染病毒，不会被恶意程序入侵，不会成为病毒和恶意软件攻击联网设备的跳板，
6、也有利于增强其它联网设备和整个网络的稳定性。2.3. 单DSP架构采用单DSP实现所有信号的同步采集和处理，从而可以实现多达7分支的主变纵差启动判据。避免了多DSP系统存在的DSP间同步误差导致的差流计算不准确，避免了多DSP间因误同步或失步造成的装置故障，提高了装置的可靠性。2.4. 稳态连续记录（长录波）功能ZH-5录波装置内置1000Hz的稳态连续记录（长录波）功能。装置上电后，就开始自动记录所有通道的数据，采样率为1000Hz，不需要任何启动判据。可保存最近至少7天的数据，并自动循环覆盖。由于采用的是瞬时值记录，稳态连续记录数据可以满足故障测距、保护动作行为分析等需要。如果选配专用的稳
7、态连续记录插件，则可满足记录更长时间、更高采样率的要求。2.5. 完备的对时接口ZH-5录波装置支持NTP/SNTP、IRIG-B、分脉冲、秒脉冲等对时接口。其中NTP/SNTP对时支持主动请求、接收广播、接收组播三种模式，可适应多种NTP/SNTP对时网络。NTP/SNTP支持冗余对时网络配置，在采用主动请求模式时，可配置2组时间服务器，互为备用，自动切换。2.6. 支持IEC 61850-8规约ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置根据IEC 61850规范对录波器进行建模，并支持MMS通信规约，支持采用61850规约接入子站和主站。ZH-5嵌入式电力故障录波分析装置61850通信规约实现了数
8、据集、定值组服务、报告服务、控制服务、文件服务，支持录波文件(COMTRADE 1999格式)传输、定值整定、切换、激活，以及SOE上送、远程启动录波等功能。3. 技术指标3.1. 输入信号1) 最大可接入96路模拟量和256路开关量；2) 交流额定相电压：57.7V，50Hz；3) 交流额定电流：1A或5A，50Hz；4) 模拟量线性工作范围：v 交流电压回路：0.05V180V；v 交流电流回路：0.01IN36IN；v 直流电压回路：0.051倍量程，量程最大为5000V，可定制；v 直流电流回路：0.01mA20mA，可定制；5) 过载能力：v 交流电压回路：3倍额定电压，连续工作v
9、交流电流回路：2倍额定电流，连续工作20倍额定电流工作10s40倍额定电流工作1s6) 直流回路的隔离耐压最高可达5000Vrms, 用户可定制；7) 开关量信号类型可接入空接点、DC110V、DC220V开关量。允许几种开关量混合接入。3.2. 性能指标1) 暂态录波数据采用A-B-C段方式记录，A、B、C段全部采用瞬时采样值记录，C段可根据扰动状态无限延长；2) 暂态录波AB段采样率可整定为10,000、5,000、2,000Hz，C段固定为1000Hz；3) AB段采样率为10,000Hz时，暂态录波谐波分辨率为99次；4) AB段采样率为10,000Hz时，暂态录波开关时间分辨率为0.
10、1ms；5) 25时，额定值下的电流、电压波形采样精度优于0.3；6) 25时，额定值下的各路电压、电流之间的有效值测量相对误差小于0.5；7) 有功功率、无功功率、视在功率测量误差不超过0.5%；8) 装置的各路交流电压、交流电流相互之间的相位测量误差1；9) 温度从-20至60变化引起的误差不超过满刻度的1.0%；10) 采用零漂自适应技术。3.3. 时钟及同步精度1) 支持NTP/SNTP、IRIG-B、分脉冲(PPM)和秒脉冲(PPS)对时；2) IRIG-B、PPM、PPS对时精度-1ms；3) NTP/SNTP对时精度-20ms；4) 装置自身时钟精度24小时误差1s；5) NTP
11、/SNTP对时支持主动请求、接收广播、接收组播三种方式；6) NTP/SNTP采用主动请求方式时，可设置2组时间服务器IP地址，互为备用，自动切换。3.4. 通信接口和规约1) 提供4个网络接口，可选为4个电口，或3电1光；2) 电以太网口为10/100Mb自适应 RJ45接口；3) 光以太网口速度为100Mb，可选择单模或多模光纤，接口为SC或ST；4) 支持IEC61850-8 MMS通信规约，最大允许8个客户端；5) 支持TCP/IP协议和103规约，103规约最大允许16个客户端；6) 自定义规约默认配置：最大允许32个客户端，同一IP最大允许6个客户端；7) 支持MODEM通信，最高
12、速度为56k bps；8) 每个网络接口允许配置最多8个IP地址。3.5. 3/2接线支持3/2接线线路以开关电流，而不是和电流的形式接入录波装置。录波装置内部通过软件自动计算每条线路(或分支)的和电流。以开关电流形式接入的线路可以正确进行故障分析、故障测距，并且可以同时监视、分析开关电流以及线路和电流。3.6. 变压器录波单台录波装置可同时支持2台主变和2台站用变，支持完全纵差和过激磁启动。支持三卷变、两卷变和自耦变。自耦变支持分侧差流启动和零序差流启动。每台主变允许最多7个分支，分别是高压侧2个分支、中压侧2个分支、低压侧3个分支。每台站用变允许最多4个分支，分别是高压侧1个分支、中压侧1
13、个分支、低压侧2个分支。3.7. 数据格式暂态录波和稳态连续记录都提供满足GB/T 22386-2008(COMTRADE 1999)标准的录波数据。3.8. 稳态连续记录3.8.1. 内置连续记录功能1) 暂态录波插件内置连续记录功能，全程1000Hz采样；2) 暂态录波插件内置的连续记录采用自动循环覆盖技术，可保存最近至少7天的稳态录波数据。3.8.2. 可选配的独立连续记录插件1) 可选配独立的连续记录插件，支持1000Hz，2000Hz，5000Hz的采样率；2) 当配有连续记录插件后，暂态录波插件内置的1000Hz连续记录功能会自动禁用；3) 连续记录插件支持海量网络存储器(NAS)
14、和本地存储器，本地存储器容量可选配为160GB、320GB、500GB等；4) 连续记录插件如果同时配有网络存储器和本地存储器，则本地存储器作为后备存储设备，当网络存储器不可用时，自动切换到本地存储器；5) 连续记录插件可定制需要记录的通道；6) 连续记录插件采用自动循环覆盖技术，可保存的天数与存储器的容量、需要记录的通道数相关。3.9. 电磁兼容性能（抗电磁干扰性能）1) 能承受GB/T14598.9规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰；2) 能承受GB/T14598.10规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰；3) 能承受GB/T14598.13规定的严酷等级为级的脉冲群干扰；4) 能承受GB/T14598.14规定的严酷等级为级的静电放电干扰； 5) 能满足GB/T14598.16规定的传导发射、辐射发射极限值标准；6) 能承受GB/T14598.17规定的严酷等级为级的射频电磁场辐射干扰；7) 能承受GB/T14598.18规定的严酷等级为级的浪涌干扰；8) 能承受GB/T14598.19规定的严酷等级为A级的工频干扰。3.10. 供电电源1) 直流电源：额定电压：220V或110V，允许偏差20%，
