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1、PMU调试入门手册本手册旨在引导初学者快速掌握PMU的调试技能,熟悉PMU子站使用的各种产品。根据 手册能独自完成常规的PMU子站调试工作。本手册内容主要包括PMU子站设备软硬件介绍, 配置工具的使用方法,以及常见问题处理。一、PMU子站简介装置Phasor Measurement Unit (PMU)用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记 录的装置。PMU的核心特征包括基于标准的同步相量测量、失去标准时钟信号的守时能力、 PMU与主站之间能够实时通信并遵循有关通信协议。现有PMU大多依靠美国的GPS系统进行 授时,部分设备已经开始采用GPS和北斗系统双对时。目前公司的PMU产品为CSS-
2、200系列和CSD-361系列,至2012年起,新建项目开始使 用CSD-361系列PMU。想深入了解四方PMU产品,建议大家从CSS-200系列开始学习了解, 更容易掌握PMU的原理及功能。1. PMU子站在系统中的作用1) 同步采样和相量计算;发电机内电势测量;2) 实时数据上传,可同时与多个主站实时通信,参照IEEE 1344、IEEE、电力系统 动态监测系统技术规范的要求设计,可以与符合标准协议的任何其它主站系统进 行数据交换;3) 稳态循环记录相量、功率、频率等数据;4) 动态短时记录模拟量采样数据,支持模拟量触发、开关量触发、联网触发、手动触 发等多种扰动记录触发方式;5) 记录数
3、据分析工具,实现数值浏览、波形复现、数据格式转换等功能。2. PMU子站的通讯功能PMU子站主要用于和主站(调度)进行通讯,也可与本地工作站通讯。网络结构图如下:如上图所示,PMU子站将采集到的数据通过调度数据网上送至调度主站。这里简单 介绍下调度数据网的知识,对于电厂的调度数据网来说,按照电力二次系统安全防护工 作要求安全分区,网络专用,横向隔离,纵向认证,保障电力监控系统和电力调度数据 网络的安全。电力调度数据网原则上区分为生产控制大区和管理信息大区。生产控制大 区分为控制区(安全区I)和非控制区(安全区II)。PMU子站需接入安全区I。在于调 度进行通讯时,通讯质量也与调度数据网息息相关
4、。二、CSD-361系列和CSS-200系列PMU子站软硬件介绍1. CSS-200 系列CSS-200系列包括WAMS主站及PMU子站设备,这里仅介绍PMU子站设备。常见的PMU 子站设备包括:数据集中处理单元(CSS-200/1P)、同步相量采集单元(CSS-200/1A)、内电 势测量单元(CSFU-107)、网络通讯设备(CSC-187A/B/C/D/E)、对时装置(CSC-196)等。 系统网络结构如下图所示:备注:N=1 :系统正常配置N=2 :系统冗余配置对于各个类型的装置不再一一详细介绍,有需要的同事可以查看对应的,了解装置各详 细参数。下面主要对数据集中处理单元、同步相量采集
5、单元、内电势测量单元和监控后台做 介绍。1)数据集中处理单元CSS-200/1P 区分 CSS-200/1P-1234 , CSS-200/1P-123 均采用 QNX 系统,CSS-200/1P-4 采用 Linux 系统。两者功能上一致,仅操作系统不一致,搭载的后台监控软 件和配置方法上也有所区别,在调试中务必注意。目前,我部门接触到的老 PMU 子站, CSS-2OO/1P-12基本上很少见,主要还是CSS-200/1P-3装置。该装置并非由四方生产,而 已外协厂家生产,实际上是一台工业计算机,内置硬盘、内存、处理器等,外设键盘、鼠标(PS2 口)及显示器lP-3和1P-4的区别在于内置
6、的DOM盘不一样,硬件上也有所优化。CSS-200/1P在PMU子站中主要负责处理同步相量采集装置采集到的数据,将数据实时 保存至本地硬盘(滚动存储14天),并将数据上送至调度主站。也就是说,调度看到的数据 应和存储至硬盘数据一致。这也是与调度进行数据核对时可参考的地方。另外,硬盘并不影 响系统正常启动及运行,仅负责存储数据。CSS-200系列PMU的监控后台软件也存储在数据集中处理单元,分为QNX及Linux两种 监控程序,在调试时更新程序时务必注意。同时,数据集中处理单元均自带系统还原功能, 通过命令将装置还原至出厂设置,也可进行备份,备份后再还原则还原至该备份,与 windows 系统还
7、原功能类似。CSS-200/1P在PMU子站中的地址是独立的,默认出厂设置为(178、168、158).对应 ETHO、ETH1、ETH2和ETH3。如果一套PMU子站中有两台1P装置,一台IP地址为44,另一 台为45。2)同步相量采集单元CSS-200/1A 装置分为 CSS-200/1A-12345,目前广泛使用的是CSS-200/1A-5,与其 它 CSS-2OO/1A 装置的区别在于交流插件(只可配置三块)可灵活配置, 管理插件 CSS-200/1A-5可兼容通系列其它1A装置。CSS-200/1A装置在PMU子站中有独立的IP地址,根据ID号来进行设置。ID号从0开 始顺序递增(对
8、应的IP地址:,常见的QNX系统能支持不超过8台CSS-200/1A装置接入, Linux系统最大能支持12台CSS-200/1A装置接入。3)内电势测量单元发电厂中的 PMU 子站通常需要采集发电机的内电势信号, CSS-200 系列 PMU 使用 CSFU-107装置来采集发电机内电势,一台机组需配置一台107装置,通常与外部键相脉冲 传感器配合使用,也可以从汽机TSI系统的机组转速传感器取得信号。无论采集哪种采集方 式,都要求输出的信号为电压信号。CSFU-107装置在PMU子站中也有独立的IP地址,与CSS-200/1A装置一样,根据ID号 来进行设置。ID号从16开始顺序递增,对应的
9、IP地址为。一般来说,键相脉冲传感器采集的机组脉冲信号接入装置后,需要进行拨码设置后,装置才能运行正常。拨码分为两部分,SW1和SW2:内电势测量装置利用比较器原理将键相脉冲整形为CPU可以直接利用的TTL电平,应将R楠入信研帕值 咸为3比器比较器阈值设定在键相脉冲的高低电平中间,且阈值电压尽可能远离脉冲高电平和低电平。SW1 幵关 1 GH;SW1的开关1处于ON档位时,将把输入信号幅值减为三分之一后再引入比较器,开关1+ T5VSW2+ 11.25V+7.&V+3.75VR -11 25VR -15V-15V3.75VSW1JTX1 OSTTL电平信吕处于OFF档位时,不改变输入信号幅值,
10、SW1的其它开关对输入信号不起作用。电阻串的分压值通过SW2切换后引入比较器的另一个输入端,电阻串中所有的电阻阻值相等;SW2某路开关处于ON档位时,左右两侧导通,对应的电阻分压信号引入比较器,如F表所示;实际应用中也可将多个开关同时拨到ON档位,此时这些开关间的电阻相当于被短路,实际的阈值可以通过计算得到。拨码开关 SW2 对应的比较器阈值SW2对应开关ON, 其它开关OFF12345678比较器阈值0V-15V简单的算法如下:正常情况下是8 档,因此每档之间的电压为30/8=;如果根据理论计算出的阈值需要其 它的档位,则需进行拨码,如调整为6档,则每档之间的电压为30/6=5V,把SW2-
11、1、SW2-2、 SW2-3拨至ON,贝IJSW2-1、SW2-2、SW2-3表示电压为10V,SW2-4表示5V,依次递减;如把 SW2-2、SW2-3、SW2-4 拨至 ON,则 SW2-1 表示电压为 10V,SW2-2、SW2-3、SW2-4 表示 5V, 依次递减。当键相脉冲输入信号正常,且比较器阈值拨码设置合理时,装置前面板 PULSE 指示灯应一秒闪烁一次,ALERT 1指示灯应始终熄灭(不存在其它故障)。4)监控后台软件目前,CSS200/1P的软件版本分为QNX ()和Linux和。在进行版本升级时,注意将css200/bin目录下的文件先删除再进行上传,尽量不要替 换或覆盖
12、,原因在于每版程序的文件数量不一定都是一致的。QNX和Linux系统的监控后台功能都一致,仅界面风格不太一样,另外,QNX系统的分 辨率是自适应的,但Linux系统的分辨率需要在系统启动时,进BIOS修改。一般来说,装置断电重启后,应能自动加载至监控界面,无需输入任何指令。如重启后 停留在系统灰色界面,常规来说,一般是配置文件不合格导致,重新检查配置文件是否正确。 修改后再重启装置查看,直至断电重启后能直接启动至监控后台。基本上在进行程序替换,配置修改后,需重新验证配置,验证方式以命令的形式执行, 流程如下:系统键+S调出命令窗口,输入:#cd css200/bin#chmod 777 *(修
13、改可执行程序的权限)#./initrig (重新生成触发配置)#./inicheck (验证配置是否正确)在验证配置时,尽管只有的配置提示,同时需要注意其它配置项CSS200_1AX)中的内 容与中的内容对应上,如间隔名称等。其它的命令,如查看文件夹,在线修改配置文件等操作方法,见。2. CSD-361 系列 PMUCSD-361系列是公司推出的新一代产品,基于LINUX内核,操作方法与LINUX系统的 CSS-200/1P装置类似。但无论从装置外观,系统结构以及配置方法上与之前的CSS-200系 列有很大的区别,调试时务必注意。对于CSD-361的系统结构来说,最主要的改变在与功能上的整合,
14、数据采集和数据处理 由不同插件来完成,而不是独立的装置了,而且键相脉冲信号的采集也整合到交流插件中, 而不再单独配置独立的采集装置了。简单点概述,新一代的PMU子站产品分位主机CSD-361A 或CSD-361C,从机CSD-361B或CSD-361D。简略的网络结构示意图如下:关于装置的硬件介绍,这里不一一赘述,请大家查看对应的。1) CSD-361 装置软件简介 目前,研发归档的程序有:管理插件和计算插件程序,务必注意这两者的程序是有区别 的,替换时一定要核对好后再下载,否者插件重启后无法正常工作。交流插件的DSP程序, 一般来说交流插件的程序需配合管理插件程序使用。管理插件和计算插件的程
15、序列表:Li binU ini国libI i ttart sh2) CSD-361 配置工具的简介针对 CSD-361 的配置,研发开发了对应的配置工具,避免手动修改导致的一些错误。工 具的使用详见。CSD-361配置工具不仅仅只是制作PMU子站的配置,还包括查看各个交流插件的工作状 态,外部键相脉冲信号的波形,交流插件的升级等功能,请大家在调试时完全掌握好工具的 使用功能。3) CSD-361 各插件程序下载介绍CSD-361 管理插件和计算插件以及交流插件,开入插件及开出插件在现场调试时均需更 新地址或程序。管理插件和计算插件的程序使用FlashFTP或者其它FTP工具将程序文件上传到管理插件或计算插件(用户名root,密码root) /mnt/nor目录下。开入插件和开出插件在站内需配置为唯一的地址,应与配置工具中配置的插件地址一致。使用串口线连接调试PC机的串口和开入插件、信号开出插件的10针调试串口,参照设置开 入插件和信号开出插件的ID,开入插件的ID号从OxOE开始分配,信号开出插件的ID号从 0x01 开始分配。交流插件升级时需使用,打开程序后,在程序界面上方会看到如下所示菜单栏和工具栏。胆”当显亮色后,用鼠标左键点击该按钮连接