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1、NFR 601数字式发电机变压器组动态监视录波装置规程1概述1.1 适用范围NFR 601 数字式发电机变压器组动态监视录波装置适用于容量1000MW及以下、电压等级750KV及以下的各种容量各种接线方式的发电机变压器组或单独的发电机、变压器的监录和分析设备。1.2 本规程编写依据和参考资料电力工业技术管理法规电力建设施工及验收电气装置篇电力建设施工、验收及质量验评标准汇编部颁继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定部颁继电保护和电网安全自动装置检验条例部颁继电保护检验规程部颁微机继电保护装置运行管理规程NFR 601数字式发电机变压器组动态监视录波装置技术及使用说明书山东电力设计院提供的技
2、术资料1.3 设备概况及参数1.3.1 NFR 601数字式发电机变压器组动态监视录波装置概况1.3.1.1 应用范围NFR 601 数字式发电机变压器组动态监视录波装置适用于容量1000MW及以下、电压等级750KV及以下的各种容量各种接线方式的发电机变压器组或单独的发电机、变压器的监录和分析设备。装置集故障数据记录与分析、运行状态检测以及发变组试验数据记录与分析等功能于一体，可监视发电机、变压器的实时运行参数，记录发电机、变压器在系统发生大扰动前、后有关电气量变化的暂态全过程及继电保护与安全自动装置的动作行为，并实现对稳态运行时统重要的电气参数及开关量状态行为的连续记录。1.3.1.2 技
3、术特点1.3.1.2.1 分散式系统结构，组件式CPU 设计：NFR601 装置采用分散式系统结构，标准模块化设计，以高速以太网络为核心，构成一个多CPU 并行工作的整体。装置由若干个数据采集控制单元、一个管理单元和一个远方分析站构成，每个数据采集控制单元和管理单元都分配唯一的IP 地址。数据采集控制单元采用“DSP+ARM”架构，在系统正常运行时，它们彼此间独立，只与管理单元经以太网相联系。每个数据采集控制单元负责处理24 路模拟量和32 路开关量，主要负责实时数据的采集、判据计算、录波起动、数据的存储以及与管理单元的通信。数据采集控制单元的数量根据工程需要可灵活配置。管理单基于高性能Pow
4、erPC 硬件平台，运行于Vxworks 实时操作系统下，采用10.4 吋大屏幕真彩液晶显示，触摸屏操作方式，主要负责系统运行维护、定值整定、通信管理、数据分析、用户管理等功能。远方分析站主要负责对来自多个管理单元的数据进行处理，实现故障信息综合管理与分析、网络通信、电气主接线图绘制等功能，作为管理单元数据分析功能的扩充和完善。1.3.1.2.2 完全自主研发的高性能硬件平台装置彻底摒弃了以工控机（或工控主板）和外购插卡为主体的硬件结构，采用具有超强数字信号处理能力的DSP+基于RISC 架构的ARM 作为硬件平台，单通道16 位高精度A/D 采样，DSP 与ARM 之间实现基于FPGA 的高
5、速、大容量虚拟共享存储。高性能的硬件保证了装置的高品质。1.3.1.2.3 友好的人机界面，装置全透明化装置面板上设置有10.4 吋大屏幕真彩液晶，全中文提示，显示内容丰富，包括模拟通道的实时监视，开关量状态监视，起动方式的输入量、计算量和整定值显示，判据的投退状态等，实现了装置的全透明化。面板操作采用先进的触摸屏方式，整定输入时会弹出10 个数字键盘，易于修改定值，一些重要的控制操作必须输入密码方能进入，既人性化，又安全可靠。也可以通过装置自带的以太网接口在后台机上操作，全中文Windows 环境，操作自如，显示信息更加丰富。用户常用的功能有：主接线图及相关参量显示、通道监视、差流监视、电厂
6、电气量监视、谐波监视、开关量监视、起动方式投退、定值管理、后台录波文件分析等。厂家调试常用的功能有：工程配置定义、模拟量开关量配置定义、录波起动方式定义、配置文件下载、通道调试、定值管理、起动方式投退管理等。1.3.1.2.4 完善的自检功能装置中每个数据采集控制单元都设置了完善的自检回路和自检软件。在硬件回路中，如电源、A/D、CPU、FPGA、开关量等回路都设计了周密的自检电路，通过强大的软件自检程序，可以检查出CPU 系统中几乎所有回路的故障，且定为精确。同时，通过装置独创的软硬件“双看门狗”技术，也确保了CPU系统在任何情况下都能正常工作。1.3.1.2.5 独创的双回路直流电源供电装
7、置的数据采集控制单元采用双电源冗余供电模式。其逆变电源模件采用均流电路设计，平均输出功率，大大提高了电源的使用效率和使用寿命，同时，两路逆变电源输入分别经过两个独立的空气开关接入电厂的两路直流回路中。另外，管理单元也有自己独立的逆变电源模件和空气开关。这样在一套NFR601 装置中就实现了双回路供电，当逆变电源模件或电厂某路直流回路故障时，装置也不会失去电源，从而充分保证了装置供电的可靠性。1.3.1.2.6 超大容量通道输入装置的数据采集控制单元可根据工程需要灵活扩展，最大可提供96 路模拟量和128 路开入量的输入容量，充分满足现场各种容量和各种接线方式的发变组录波需要。1.3.1.2 超
8、宽的模拟量输入范围装置能满足如下量程内的记录精度要求：交流电压0200V，交流电流0200A，直流电压02500V，直流电流0200mV(分流器输出)。1.3.1.2.8 开关量分辨率0.1ms1.3.1.2.9 基于发变组保护理论的全面可靠的起动方式设置装置起动方式以发变组保护理论为基础设置，全面反映机组各种故障状态。具体包括：突变量起动、正序/负序/零序分量起动、过量/欠量起动、差流起动、转子接地故障起动、失磁起动、过激磁起动、逆功率起动、低频/过频起动、开关量起动、手动起动、远方起动等。1.3.1.2.10 全面支持连续故障记录的可变速率、柔性分段的暂态数据记录格式暂态录波文件采用可变速
9、率、柔性分段的记录方式，既保证了系统扰动发生前后高密度采集各通道数据，又保证长时间异常运行状态下低密度长时间的数据记录，而且将短时间内多个扰动时刻前后数据互相连接，从而在一个录波文件中完整的再现系统的运行情况。当发电机组和电网发生扰动时，装置自动进入暂态记录过程，按照AE 五个时段进行，在B 时段如果有新的录波事件起动，则重新进入B 时重复执行；在C、D、E 时段中如果有新的录波事件起动，则重新进入A 时段重复执行，单个录波文件最多可响应3 次录波事件。如果再有新的录波事件则另起新的录波文件。1.3.1.2.11 大容量掉电不丢失数据存储和双重备份机制装置的每个数据采集控制单元都设有高达256
10、M 的掉电不丢失的存储介质，按分时段记录的要求可连续储24 次故障波形，实现故障数据的就地存储。同时，故障数据经高速内部以太网上传到管理单元和远方析站主机，存储于大容量硬盘中并实现双重备份，任何一个硬盘损坏时都能保证故障数据的安全性。装内部至少可循环保存最新的不少于2000 次故障数据文件。1.3.1.2.12 稳态数据24 小时不间断存储，定时上传装置可以实现全天连续记录电压、电流、有功、无功、频率等重要电气量，数据记录间隔可设定，不大于0.02s，稳态数据按天存储，定时上传，存储时间大于7 天。1.3.1.2.13 丰富的机组试验记录与分析功能装置可提供发电机短路试验、空载试验、励磁试验和
11、同期试验的数据记录和分析功能。1.3.1.2.14 强大的分析功能装置的后台分析软件能对暂、稳态录波文件进行相量、序量、矢量图、差流、谐波、阻抗、功率、功角、开关量变位时序等多种分析。1.3.1.2.15 多种对时方式装置全面支持IRIG-B、串口和PPS 秒脉冲的GPS 对时方式。1.3.1.2.16 高速通信接口装置内部采用基于100M 以太网交换机的高速点对点信息传输结构，对外提供以太网、RS232/485等多种通信接口。1.3.1.2.17 用户权限分级管理后台分析软件对用户操作权限实行分级管理，从而确保操作的安全性。1.3.1.3 技术参数1.3.1.3.1 工作电源：交流电源：交流
12、电源额定电压：AC 220V, 允许偏差-15%+l0%；波形畸变不大于5%。直流电源：额定电压：DC 220V 或DC 110V 允许偏差：-20%+15%； 波纹系数：5%1.3.1.3.2 额定参数交流电压：57.7V，100V。交流电流：5A，1A，交流频率：50Hz / 60Hz，直流电压：0600V（转子）； 220V/110V（直流控制电源）；1.3.1.3.3 过载能力1.3.1.3.3.1 交流电流回路：2 倍额定电流，连续工作；20 倍额定电流，允许10s；40 倍额定电流，允许1s；1.3.1.3.3.2 交流电压回路：2 倍额定电压，连续工作；1.3.1.3.3.3 直
13、流电源回路：（80%115%）UN，可连续工作。1.3.1.3.4 功率消耗1.3.1.3.4.1 交流电流回路：当IN = 5A 时，每相不大于0.5VA；当IN = lA 时，每相不大于0.3VA；1.3.1.3.4.2 交流电压回路：当额定电压UN 时，每相不大于0.5VA；1.3.1.3.4.3 直流电源回路：当正常工作时，不大于50W；1.3.1.3.4 输入配置1.3.1.3.4.1 装置提供96 路模拟量和128 路开入量输入（标准配置）；1.3.1.3.4.2 输入信号量程：交流电压0200V，交流电流0200A，直流电压02500V，直流电流0200mV（分流器输出）/420
14、mA（变送器输出）；1.3.1.3.4.3 开入量采用DC220/110V 常开或常闭空接点输入。1.3.1.3.5 采样频率1.3.1.3.5.1 16 位高速并行A/D，单通道单A/D；1.3.1.3.5.2 同步采样率可在线设置，最高可达10,800 点/秒；1.3.1.3.5.3 开关量分辨率0.1ms。1.3.2 启动方式1.3.2.1 电压突变起动1.3.2.1.1 电压的突变（含直流电压）是否起动暂态记录，可按通道设定；1.3.2.1.2 电压突变起动定值，可按通道整定；1.3.2.1.3 整定值不小于5%UN 时，装置的电压突变动作值误差不大于整定值的20%。1.3.2.2 电
15、压越限起动1.3.2.2.1 电压越限是否起动暂态记录，可按通道设定；1.3.2.2.2 电压越限起动定值分高限和低限，可按通道整定；1.3.2.2.3 整定值在（90 %110%）UN 范围内时，装置的电压越限动作值误差不大于整定值的5%。1.3.2.3 负序电压越限起动1.3.2.3.1 负序电压越限是否起动暂态记录，可设定；1.3.2.3.2 负序电压越限起动定值，可整定；1.3.2.3.3 整定值不小于3UN 时，装置的负序电压越限动作值误差不大于整定值的10%。1.3.2.4 零序电压越限起动1.3.2.4.1 零序电压越限是否起动暂态记录，可设定；1.3.2.4.2 零序电压越限起动定值，可整定；81.3.2.4.3 整定值不小于3UN 时，装置的零序电压越限动作值误差不大于整定值的10。1.3.2.5 三次谐波电压型起动1.3.2.5.1 三次谐波电压型判据是否起动暂态记录，可设定；1.3.2.5.2 三次谐波电压型判据起动定值，可整定；1.3.2.5.3 三次谐波电压抑制比大于100；1.3.2.5.4 三次谐波电压型判据动作值误差不大于整定值的5。1.3.2.6 电流突变起动1.3.2.6.1 电流的突变是否起动暂态记录，可按通道设定；
