《LPS-700同步相量测量装置说明书(2012.02.16)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LPS-700同步相量测量装置说明书(2012.02.16)（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、LPS-700 同步相量测量装置同步相量测量装置 技术说明书技术说明书 编 制： 孟 新 校核：宁元元 审 定： 于 浩 技术支持电话：（025）86728200 市场部电话：（025）52103712 传真：（025）52103712 网 址 http:/ 版权所有：江苏华瑞泰科技股份有限公司 2 20 01 12 2. .0 02 2（V Ve er r2 2. .2 2） 注：本公司保留对此说明书修改的权利。如果产品与说明书有不符之处， 请您及时与我公司联系，我们将为您提供相应的服务。 目录目录 第第 1 章章 LPS-700 系统概述系统概述 .1 1.1 LPS-700 开发背景1
2、1.2 LPS-700 系统特点1 1.3 LPS-700 技术创新2 1.4 同步相量测量技术.2 第第 2 章章 PMU 测量系统体系结构概述测量系统体系结构概述4 2.1 PMU 测量系统体系结构组成4 2.2 主站系统体系结构.4 2.3 PMU 子站装置体系结构5 2.4 通道接口及网络系统.6 第第 3 章章 LPS-700 同步相量测量装置的技术指标同步相量测量装置的技术指标.7 3.1 LPS-700 同步相量测量装置功能7 3.2 LPS-700 同步相量测量装置的技术条件7 3.2.1 环境条件7 3.2.2 绝缘性能7 3.2.3 电磁兼容性8 3.2.4 机械性能8 3
3、.2.5 安全性能9 3.2.6 热性能(过载能力).9 3.2.7 输出触点容量9 3.3 LPS-700 同步相量测量装置的功能指标9 第第 4 章章 LPS-700 同步相量测量装置原理同步相量测量装置原理11 4.1 概述.11 4.2 LPS-700 装置硬件单元组成11 4.3 PMU 装置数据流11 4.4 PMU 装置的同步12 4.5 PMU 装置的测量数据类型12 4.6 PMU 装置的稳态（动态）测量12 4.7 PMU 装置的暂态测量12 4.8 发电机功角 的测量原理.13 第第 5 章章 计算方法计算方法 15 5.1 软件自适应频率跟踪计算法.15 5.2 相量计
4、算.15 5.3 序量计算.16 5.4 高次谐波相量计算.18 5.5 功率及相角计算.18 5.6 平均值计算.19 5.7 突变量计算.19 5.8 变化率（滑差）计算.20 第第 6 章章 LPS-700 同步相量测量装置的硬件部分同步相量测量装置的硬件部分.21 6.1 装置的结构布局.21 6.2 装置的硬件结构.22 6.3 装置的硬件组成.22 6.3.1 非智能插件22 6.3.2 智能插件23 第第 7 章章 相量数据集中器相量数据集中器 PDC 单元单元.27 7.1 PDC 相量数据集中器功能.27 7.2 PDC 相量数据集中器性能.27 7.2.1 技术参数27 7
5、.2.2 接线端子及前面板指示灯28 7.3 动态数据文件名命名规则.29 第第 8 章章 通过彩色触摸屏使用装置通过彩色触摸屏使用装置 .30 8.1 概述.30 8.2 装置面板.30 8.2.1 主机面板包括30 8.2.2 扩展装置面板灯30 8.3 触摸屏.31 8.3.1 开机界面31 8.3.2 实时数据显示32 8.3.3 定值整定界面34 8.3.4 整组试验界面38 8.3.5 异常查询界面39 第第 9 章章 通过本地工作站使用装置通过本地工作站使用装置 .41 9.1 本地监视工作站概述.41 9.2 数据分析软件.42 9.3 PMU 模拟软件43 9.4 客户端软件
6、.44 9.4.1 PDC 软件-LINUX 版.44 9.4.2 主站监控系统44 9.4.3 数据分析软件51 9.4.4 PMU 模拟软件.54 第第 10 章章 LPS-700 同步相量测量装置暂态录波说明同步相量测量装置暂态录波说明 .55 10.1 暂态数据文件名命名规则.55 10.2 记录方式及采样频率.55 10.3 录波启动判据.56 10.3.1 电压判据56 10.3.2 电流判据57 10.3.3 频率判据58 10.3.4 其它判据59 10.3.5 关于长期越限启动的说明59 第第 11 章章 安装调试安装调试 60 11.1 装置调试方法简介.60 11.2 对
7、测试仪器的要求.60 11.3 装置的一般检验.60 11.4 运行前检查.61 第第 12 章章 定货与维护定货与维护.62 12.1 运行与维护.62 12.2 产品包装.62 12.3 运输条件.62 12.4 贮存条件.62 12.5 保修时间.62 12.6 供应成套性.62 12.7 产品附件.63 12.8 订货须知.63 附录 1:PMU 装置插件布置图.64 附录 2: 屏后端子图 .65 第第 1 章章 LPS-700 系统概述系统概述 1.11.1 LPS-700LPS-700 开发背景开发背景 电力系统中两种传统的监测方法都存在一定的不足。故障录波器记录的原始波形的快
8、速暂态数据量太大，难以保存长时间的数据，仅记录故障前后短时间内的采样数据，对于 电网中许多系统类型的故障不足以进行分析；SCADA 系统中慢速刷新的稳态数据不能满 足电力系统动态状态估计、低频振荡分析、故障分析的数据动态需求。 基于同步相量测量技术的广域测量系统能在时、空、幅值三维坐标下实时地、并且同 步地观测系统全局的动态过程，弥补了现有 EMS/SCADA 系统和数字故障录波系统的不足， 同时也为电力系统动态分析与监控提供了最直接的技术手段，是电力系统安全稳定经济运 行的重大基础设施。它是由相量测量单元 PMU (Phase Measurement Units)、相量数据集中 器 PDC(
9、Phase Data Concentrator)、分析与应用中心 AAC(Analysis and Application Centre)以 及作为其基础的高速数据通信网络和电网运行状态定位(时间和空间)的全球卫星通信系统 GPS(Global Positioning System)等 5 部分组成。 分布于广域电网各处的 PMU 同步测量各站点（电厂和变电站）的相量数据，实时发 送至上级主站，它是 WAMS(Wide-Area Measurement System)的核心。其最大价值在于传送 相量数据，真实、实时地对互联电网进行广域测量。PMU 在电力系统中的广泛应用不仅为 解决电网安全稳定
10、问题，提高电网动态安全水平和防止大停电事故提供了新的技术途径； 同时 PMU 装置采集的同步数据也为电力系统在线应用领域中的分析、控制功能的研究开 发提供了新的数据源。 1.21.2 LPS-700LPS-700 系统特点系统特点 江苏华瑞泰科技股份有限公司，依托多年电力系统相关产品的开发经验和雄厚的开发 人才优势，成功研制出 LPS-700 型全局相量同步测量系统。该系统是按电力系统实时监 测系统技术规范 ，在华瑞泰稳定控制产品及系统的基础上开发出来的新一代数字电力系统 实时计算平台。它以电力系统各种电压等级的厂站(子站)为数据源，用最前沿的、先进的 IT 技术（电子技术，通信技术和网络技术
11、）将其同步采集并实时传送到数据处理中心，为 电力计算及控制提供实时数据。整套系统是基于全局、应用、前沿技术、以及行业积累的 设计，主要有以下特点： 1.性能指标最高的配置 采样密度高：9600Hz（192 点/周波） ； 快速存储、传输数据：10ms 基本间隔； 子站裸机方式(无操作系统)下实现网络传输，并采用实时性极强的 UDP 协议，探 索解决了 PMU 用于全局控制和保护的技术障碍之一； 准确判断低频振荡； 精确补偿装置内 PT、CT 及滤波电路的相位延迟； 采用新的 IEEE Std C37.118-2005 规约； 理论相量取在相量计算时间窗的中点； 2.软件自适应频率跟踪计算法 采
12、用独有的软件跟频新算法，保证了相量在任何频率（20200Hz）下计算的准确性， 可以彻底消除基频波动引起的计算误差，能在任何频率下准确计算出当时系统的基波分量、 序分量和谐波分量。 1.31.3 LPS-700LPS-700 技术创新技术创新 采用独特的高精度光纤自同步技术方法，为 PMU 在实时控制领域的应用提供了可行 性。 1.基于 2M 光纤通信和高密度门阵列技术，而不依赖于 GPS 接收装置，实现远距离采样 时钟的同步技术。其原理是通过精确计算对时报文在光纤中的传输时间，同步被对时 站的采样脉冲上升沿。同步精度0.050s,开机同步时间3ms/100km。计算和同步 过程完全由高密度门
13、阵列 CPLD 组成的硬件完成。 2.鉴于目前还没有对不同地点的 GPS 秒脉冲精确性进行测量和校准的手段。利用电力系 统的光纤通信网结合光纤自同步技术，为测量异地 GPS 的同步精度提供了可能性。同 时也为区域性的不依赖 GPS 同步技术提供了可能性。 1.41.4 同步相量测量技术同步相量测量技术 电力系统常见的正弦电压和电流均可以表示为相量。例如电压信号 表示成相量形式为：（如图 1-1 所示） 。2cos(2)uUf j UUe ftUu2cos2 j UeU 凤 50Hz Re Im ftUu2cos2 j UeU 凤 50Hz Re Im 图 1-1 瞬时量转化为相量 GPS 为电
14、力系统提供了全网统一的时钟信号,定时精度可达 ns 级。借助 GPS 时钟信号， 可以在各厂站构造以余弦函数的参考相量，其它相量都与参考相量比较，得到 0 50fHz “绝对”相角。经过通信系统传输，异地相量按时标综合在一起，削去共同的参考相量就 得到“相对”相角（如图 1-2） 。 Re Re Re Im Im Im O O O Phasor1 Phasor2 Phasor2 Phasor1 Ref1 Ref2 (a) (b) (c) 1-2 同步相量测量原理 第第 2 章章 PMU 测量系统体系结构概述测量系统体系结构概述 2.12.1 PMUPMU 测量系统体系结构测量系统体系结构组成组
15、成 整个测量系统由测量站或参考站（子站） 、调度中心站（主站） 、远程通信网组成。 PMU装置 PMU装置 PMU装置 主站系统1 PMU装置 PMU装置 主站系统2 通信网络1 通信网络2 GPS卫星 图 2-1 LPS-700 系统体系结构 LPS-700 装置安装于 PMU 子站，采用 9600Hz 的采样速率，实时监测系统的各种实时 运行信息。并通过 100M 以太网可向多个主站实时传送所有采集到的同步信息，为主站端 观测系统的稳定裕度，记录电压失稳、低频振荡等动态过程，实现电力系统安全预警提供 数据支撑，进而逐步实现电力系统控制分析等高级应用。 2.22.2 主站系统体系结构主站系统
16、体系结构 主站是安装在电力系统调度中心，用于接收、管理、存储、分析、告警、决策和转发 动态数据的计算机系统。其主要功能包括：接收、管理、存储和转发源自子站的实时测量 数据，对电力系统的运行状态进行监测、告警、分析、决策等；主站之间交换实时测量数 据，并与调度中心 EMS 系统及安全自动控制系统进行数据交换。 图 2-2 同步相量测量系统主站体系结构 2.32.3 PMUPMU 子站装置体系结构子站装置体系结构 PMU 子站 LPS-700 装置根据模拟量或开关量信息的采集，形成电压相角信息，调度根 据各子站的相量数据得出系统的惯性中心，或得到相对于参考站功角信息，并自上而下地 提供各枢纽变电站同惯性中心的相角差、或相对于参考站的功角信息，以作为调度人员对 系统稳定性分析判断的参考量。 LPS-700 装置同时具备完备的暂态录波的功能，所有变电站/发电厂所需的触发方式都 集成在装置中，可以做到在系统发生扰动时能完整记录系统扰动发生后暂态及动态过
