银山电子故障录波器说明书

-

银山电子

YIN SHAN DIAN ZI

YS-89A+ 线路、主变录波测距装置

（嵌入式）

使用说明书

南京银山电子有限公司

NANJING YINSHAN ELECTRONICS CO., LTD.

目 录

引言 .................................................................................... 1

1、 装置概述 ...................................................................... 2 2、 装置特点 ...................................................................... 2 3、 主要技术指标 .............................................................. 4 4、 硬件说明 ...................................................................... 9 5、 面板说明 .................................................................... 12 6、 后台管理机软件使用说明 ........................................ 14

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

V1.0版

引言 YS-89A+ 录波装置（嵌入式）是基于嵌入式以太网，采用TCP/IP传输协议、数据采样脉冲与GPS时钟同步的集录波、测量、实时数据输出、故障分析于一体的电力数据实时记录装置。它既可以大容量（96路模拟，192路开关）集中组屏，也可以是分布式组网。即可以作为录波装置也可以作为电力系统动态测量装置。既满足DL/T 553-1994《220kV-500kV电力系统故障动态记录技术准则》、DL/T 663-1999《220kV-500kV电力系统故障动态记录装置检测要求》和DL/T 873-2004《微机型发电机变压器组故障录波装置技术条件》标准,同时在设计中也考虑了《电力系统实时动态监测系统技术规范》的主要技术要求。

采用具有网络传输功能的嵌入式主控系统为实现在录波网络中及时有效地分析，处理和传送实时采样和故障录波数据，同时保证故障录波功能不受影响，为保障电网数据分析的可靠性和稳定性提供了技术保证，开发和研制YS89A+新一代嵌入式故障录波装置采用了两级嵌入式设计的结构，完全满足嵌入式网络录波装置的要求。同步于GPS脉冲信号的数据采样可实现异地同步测量反映电网稳定性的相角参数，为实现实时动态监测装置（PMU）和故障录波装置软硬件平台一体化奠定了基础。

1

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

1、 装置概述

YS-89A+故障录波装置为适用于各种电压等级的线路和主变故障录波，还可以用于各种需要进行电能质量监测记录或谐波监测的场合，例如电气化铁路、大型钢厂等。

整个装置可分为三部分。前置录波存储单元，主控单元和后台管理单元。各部分之间通过以太网利用TCP/IP进行数据交互，各部分可独立工作。前置录波存储单元和主控单元采用嵌入式设计，组成了嵌入式故障录波装置，后台管理单元可以和嵌入式单元组屏或分离安装，一个后台管理单元可同时管理多台嵌入式录波装置，便于在同一变电站或发电厂内实现统一管理。

2、 装置特点

? 两级嵌入式设计，录波存储单元可独立完成故障录波和存储功能，主控单元

实现了故障录波数据的大容量转存（支持电子盘和硬盘）和对外通讯功能，两者互不影响协调工作。

? 录波存储单元采用DSP嵌入式系统内嵌TCP/IP协议栈，实现了多任务实时

运行环境，模拟实现了文件管理方式对故障录波数据进行管理。

? 黑匣子录波功能，在嵌入式主控系统崩溃情况下，可实现芯片板卡级录波，

FLASH芯片存储录波数据。

? 支持三个网络连接通道：1、录波通道可实现所有录波功能。2、实时通道可

实现实时数据测量并实时传输功能。3、维护通道可实现各种命令控制功能。从而可同时支持录波功能，实时测量和实时传输功能。

? 采用内网、外网模式，内网不受外网干扰，同时保证了通讯速率。 ? 前端存储卡采用了大容量FLASH（512M），主控系统支持电子盘和硬盘，实

现录波数据的双存储模式，确保录波数据可靠存储不丢失。

? 数据采样脉冲与GPS严格同步，不同点采样数据可在统一时标下进行分析。 ? 嵌入式单元和后台机可大容量（96路模拟量、192路开关量）组屏，也可分

2

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

散式组网，一台后台机可以管理和接入多台嵌入式录波装置。

? 可实现长时间不间断稳态数据录波功能，最高稳态录波采样率为1000Hz，

存储容量足够存储14天以上的历史数据。 ? 整机装置达到IV级抗干扰标准。 ? 谐波分析次数达到50次。

? 改进的测距算法，大大改善测距精度和计算稳定性，最大测距误差<3.5%,

金属性短路<2%。

? 录波文件数据格式提供自定义和标准COMTRADE两种格式。

? 完备的通讯功能和强大的通讯组网功能。远传通讯可采用以太网络、PPP拨

号等方式,具有断点续传功能。可以自身组网,也可以与管理信息系统组网。 ? 强大的软件功能：具备实时监测、波形分析、故障分析及打印、文件检索、

公式编辑器、阻抗轨迹。

? 统一的后台分析软件，在远方和本地工作站上使用相同的后台软件，方便用

户使用。

3

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

3、 主要技术指标 3.1 输入信号 3.1.1 模拟量输入信号

16～96路模拟量, 可接入交流电流、交流电压、直流电流、直流电压、

高频信号、温度信号和其它传感信号。 a) 交流额定电压(有效值)： 57.7V或100V

b) 交流额定电流(有效值)： 1A 或 5A ；最大过载40倍,持续时间1s c) 直流额定电压： 0～1000V, 75mV d) 直流额定电流： 0～40mA e) 高频信号：输入范围： 0～10V

输入频率： 0～5KHz

3.1.2 开关量输入信号

开关量输入信号为32～192路常开或常闭接点。可支持空接点或DC110V，DC220V接点的接入。 3.2 采样指标

a) 采样速度：10000点/秒 b) 采样方式：同步采样 c) 谐波分辨率：50次 d) 开关事件分辨率：0.1ms

e) 电流、电压波形采样精度：0.5级 f) AD位数：16位 3.3 启动要求

除高频信号、温度信号和其它非电量传感信号外, 所有信号均可作为启动量, 任一路输入信号满足定值给出的启动条件, 均可启动录波。启动定值和方式可由用户设定。 3.3.1 启动方式有：

a) 交流电压各相和零序电压突变量启动 b) 交流电流各相和零序电流突变量启动 c) 线路相电流变化越限启动

4

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

d) 交流电压过限启动, 其中相电压有欠压和过压两种启动方式 e) 负序分量启动 f) 正序分量启动 g) 频率越限与变化率启动 h) 直流量启动

i) 开关量启动 j) 逆功率启动 k) 三次谐波启动 l) 系统振荡启动

m) 手动启动，由人工控制启动录波，可通过软件菜单下发命令和装置面板按钮实现。

n) 遥控启动，由上级部门在远方下达启动命令 3.3.2 启动精度

越限启动量，优于5% 突变启动量，优于10% 3.3.3 录波数据记录方式 3.3.3.1 模拟量采样方式

录波过程按如图所示顺序执行：

t = 0ms

系统大扰动开始时刻 A S

模拟量采样时段顺序 B C D t

A 时段：系统大扰动开始前的状态数据，输出高速原始记录波形，记录时间为

60ms,80ms,100ms可选。

B 时段：系统大扰动后初期的状态数据，输出高速原始记录波形，记录时间大

于0.17s，最大限定10秒。

C 时段：系统动态过程数据，输出低速原始记录波形，记录时间大于1s。 D 时段：系统长过程的动态数据，可整定为500HZ或1KHZ采样值，输出低速的

5

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

原始记录波形，记录时间大于1s。

输出数据的时间标签，如短路故障等突变事件，以系统大扰动开始时刻为该次事件的时间零坐标。

各时段的时间、采样速度可人工设定。 3.3.3.2 启动条件： a)第一次启动

符合任一启动条件时，由S开始按ABCD顺序执行。 b)重复启动

在已经启动记录的过程中，有开关量或突变量输出时，若在B时段，则由T

时刻开始沿BCD时段重复执行；否则应由S时刻开始沿ABCD时段重复执行。 3.3.3.3 自动终止记录条件 a) 所有启动量全部复归

b) 记录时间已达到各录波时段设定的最小时间。 3.3.3.4 数据存储容量及方式

故障后可连续记录, 录波数据记录在存储卡上,可记录两百次以上录波数据，支持循环记录。同时录波数据可转存记录在硬盘上，也可通过远传送到上级管理部门。硬盘容量大,可保留数万次以上最新的录波数据。硬盘满时，新数据自动覆盖老数据。 3.3.3.5 稳态数据记录

支持长时间不间断稳态录波 ,以可整定的采样速率记录电网运行的有效值数据并生成记录文件, 可存储长达14天以上的历史数据。 3.4 参数整定方式 3.4.1在线修改

录波器在线运行时, 可通过组屏的后台管理机直接修改运行参数。 3.4.2 离线修改

由离线计算机修改后, 通过参数上传给录波器。 3.4.3 远传修改

上级管理部门可在远方通过网络通讯实现远传修改。 3.5 故障分析 3.5.1在线自动分析

6

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

每次故障录波后，在液晶屏上直接显示故障类型及距离,并自动打印故障报告及波形。

3.5.2 离线分析

可对保存的历史故障录波数据文件进行分析，显示相应的故障分析报告。 3.6 告警信号

装置录波或装置发生故障时, 输出相应的告警信号, 告警信号输出有两种，一种是在装置面板上的指示灯，包括录波告警和故障告警；另一种为空接点输出信号，可接至光字牌或警铃等回路，包括： a) 录波信号 b) 故障信号 c) 失电信号 3.7 通讯要求 3.7.1通讯方式

可通过以太网络进行组网。 3.7.2 通讯速率

以太网通讯速率为10/100M。 3.7.3 通讯功能 a) 修改运行参数 b) 校时

c) 监视工作状态 d) 启动录波

e) 故障录波文件检索及传输 f) 更新录波单元程序 g) 稳态录波数据传输 h) 实时数据传输 3.8 抗干扰能力

7

快速瞬变干扰试验能力,达到GB/T 14598.10—1996中4.1规定的IV级标准 脉冲群干扰试验能力，达到GB/T 14598.13—1998中3.1.1的III级标准

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

3.9 环境条件

a) 环境温度：-5 ～ 40℃

b) 相对湿度：5% ～ 95% (最大绝对湿度 28g/m3) c) 大气压力：86 ～ 106 KPa 3.10 供电电源 3．10．1 交流电源

ａ） 额定电压： 单相２２０Ｖ，允许偏差： －１５％～＋１０％ ｂ） 频率： ５０Ｈｚ ，允许偏差±０．５Ｈｚ ｃ） 波形： 正弦，波形畸变不大于５％ 3．10．2 直流电源

ａ） 额定电压： ２２０Ｖ或１１０Ｖ ｂ） 允许偏差： －２０％～＋１５％ ｃ） 纹波系数： 不大于５％ 3.11 机柜外形尺寸及颜色 a) 外形尺寸：

800(mm)×600(mm)×2260(mm) 或 800(mm)×600(mm)×2360(mm) 或 800(mm)×550(mm)×2260(mm) 或

800(mm)×550(mm)×2360(mm) 或按用户要求定制。 b) 颜色：按用户要求定制。 3.12 过载能力

ａ) 交流电流回路： ２倍额定电流，连续工作 １０倍额定电流，允许１０ｓ ４０倍额定电流，允许１ｓ ｂ) 交流电压回路： ２倍额定电压，连续工作 3.13 时钟精度和GPS同步

ａ) 装置时钟可由外部同步时钟信号(如ＧＰＳ)进行同步。输入信号可以为分脉冲、IRIG-B码(TTL电平)或串口时钟。

ｂ) 在外部同步时钟信号中断的情况下，装置在２４ｈ内的计时误差不大于100ms。

8

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

4、 硬件说明 4.1嵌入式录波单元

本装置采用工控主机板、数据采集卡、录波存储卡(网络接口)等组成多CPU采集系统，各功能卡具备性能如下：

● 存储卡：负责产生锁相同步于GPS的采样脉冲供采集卡采样，同时负责录波数据存储和自身的文件系统管理、嵌入式主板与前置机之间数据传输、按键控制、面板指示灯控制以及送出故障自控信号和WATCHDOG功能。

● 数据采集卡：负责模拟量数字量采集每块卡可采集16路模拟量和32路开关量，采样频率10kHz， 位数为16bit。同时负责录波启动判别，实时数据传输。运行程序分为固化加载程序和实际运行程序。可进行运行程序的在线更改。单台装置最多可支持6块数据采集卡。

● 嵌入式主板：具有两个以上网络接口，通过内网与存储卡通信，具有文件通道、实时通道、维护通道三通道连接，外网实现和后台管理单元及外部系统（例如故障信息系统）通讯。

● 告警板卡，对存储卡送来的告警信号、电源掉电信号进行处理，将其隔离转换成空接点信号送至光字牌。直流板卡，完成直流量的隔离转换，该板采用隔离放大器，对高频收发信机录波口直流量输出信号以及0—1000V直流电压、0—40mA直流电流进行变换送至模拟量采集卡单元进行采集。 4.2 变送器箱

变送器箱内装配有电流变送器和电压变送器，电流变送器将0-200A或0-40A电流变换为±10V电压量信号送至模拟量采集卡采集。电压变送器将0-200V电压变换为±10V电压量信号送至模拟量采集卡采集。每个无源变送器箱最多可配置6个变送器插板，开关量输入转接箱，安装有多块开关量输入板，可接入空接点，220V/110V有源接点输入，进行光电隔离。隔离后信号送入数据采集板，每个变送器插板处理16路模拟量。 4.3后台管理

可选配就地集中式后台管理单元，采用大屏幕（12吋）液晶显示。也可选分散式后台管理单元，管理多个录波器。

9

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

4.4 通讯箱

4.4.1网络通讯拨号服务器TX01(当采用网络通讯方式时配备)

内装调制解调器、路由器、集线器、光纤转换器，用以实现光纤以太网通讯方式，根据不同的现场要求，可配置不同的器件，实现各种通讯方式，同时也具备电话拨号通讯的功能。

4.4.2 网络通讯拨号单元TX02

内装调制解调器。 4.4.3 网络通讯单元TX03

内装光纤转换器，用以实现和TX01的连接。 4.5 其他

包括键盘、鼠标、打印机、交直流转换单元和GPS（选配器件）。 4.6 装置硬件原理框图及面板布置图

采集卡1 模拟量开关量 总线 以太网 以太网 ?? 采集卡6 存储卡 主控 后台机 图1录波装置系统结构

电网信号输入 继保信号 开关位置 交流电压变送隔离 交流电流变送隔离 高频、直流变送隔离 温度变送隔离 信号调理 逻辑单元CPLD AD转换 Flash DSP 锁存器 双口RAM 自定义总线

光耦隔离 开关量处理 图2数据采集部分硬件结构

10

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

GPS信号 时间保持和校时 数据采集接口 按键输入 告警输出 中央处理器 DSP 可编程逻辑输出 系统内可编程逻辑 以太网接口 内存 NAND Flash Nor Flash 总线

数据采集卡

面板 告警板

主控单元

图3 录波存储卡的结构组成

IDE硬盘 嵌入式工控主板 内网 Linux 外网

CF卡 图4 主控单元模块结构组成

11

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

5、 面板说明

图5：面板布置图

5.1 面板指示灯 ①

自检指示灯

正常运行情况下，隔一小段时间亮一次，表示装置进行了一次自检并处于稳态录波状态。 ②

高速指示灯

处于高速录波时，此灯亮。 ③

低速指示灯

处于低速录波时，此灯亮。 ④

压缩指示灯

处于压缩录波时，此灯亮。 ⑤

运行指示灯

正常情况下，此灯常亮。 ⑥

录波指示灯

有录波产生时，此灯亮，并接通录波铃。 录波铃在人工设置时间到达后自动取消。 ⑦

故障指示灯

装置故障时，此灯亮，并接通告警铃，按“取消”键取消告警铃且故障灯变为闪烁，故障消失后，此灯熄灭。

12

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

5.2 按键说明

实验：手动录波。

取消：故障的录波铃告警按此键取消。

13

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

6.2.1.11 通讯/ 主板设置参数

图6.2.1.11

该项用于设定通讯/主板参数/串口校时的设置。

● 主站通讯参数设置 （对于录波装置，该参数可以不配置）

（1）实际主站的数目（2）当前配置的主站号（3）实际IP数（4）IP地址 （5）当前配置的IP号（6）实时数据端口号 ● 主控机通讯参数设置

（1）管理管道端口号：3001 默认（2）离线管道端口号：3002 默认（这两个参数为作为录波装置时不需要设置）

（3）维护管道端口号：3100 默认（4）文件传输端口号：3101 默认 （5）PMU网卡的IP地址/子网掩码/网关（6）实际网卡数 （7）当前配置的网卡号（网卡1：为与存储卡通讯的网卡-内网口）

（网卡2：为与后台管理机等通讯口-外网口）

34

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

● 存储卡通讯参数

（1）实时数据端口号：3200 默认（2）文件传输端口号：3201 默认

（3）维护端口号：3202 默认 （4）IP地址（存储卡IP地址必须和PMU的内网同一网段） ● 主控单元主板参数

（1） 看门狗定时时间设置 （2）主板型号设置

● 主控单元串口校时设置

（1） 校时方式（无，GPS串口，装置向上） （2） 串口 （3） GPS型号 （4） 校时周期(s) （5） 波特率(bit/s)

6.2.2 电网设备：暂不可用。 6.2.3 传参

A．工作参数下装：将管理机中的工作参数文件下装到前置机中。 B．前置机程序下装：将管理机中的前置机程序文件下装到前置机中。 C．CFG1文件下装：将管理机中的CFG1文件下装到前置机中。 D．录波主控程序下装：暂不可用。

E．通讯参数下装：将管理机中的通讯参数下装到前置机中。 F．存储卡程序下装：将管理机中的存储卡程序下装到管理机中。 G．工作参数上传：将前置机中的工作参数文件上传到本地管理机中。 H．前置机程序上传：将前置机程序上传到本地管理机中。 I．CFG1文件上传：将CFG1文件上传到本地管理机中。

J．录波主控程序上传：暂不可用。

6.2.4 参数启用

将下装到前置机中的参数文件或程序文件使其在前置机中生效并启用。

35

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

6.2.5 参数打印

图6.2.5

选择需要打印的通道类型，进行相应的参数打印。

6.3通讯

6.3.1 通讯监视

● 参数传输（a.下装>工作参数，前置机程序，CFG1参数，录波主控程序，通讯参数，存储卡程序b.上传>工作参数,前置机程序,CFG1文件,录波主控程序 c.参数启用）

● 状态监测(a.实时监测 b.录波器状态)

● 控制命令(a.手动录波 b.稳态录波 c.复位录波器 d.撤销告警信息 e.擦除FLASH f.向下校时 g.向上校时)

● 装置文件管理(a.请求最近文件列表 b.请求历史文件列表

c.请求FLASH文

件列表 d.上传稳态录波文件 e.请求COMTRADE文件列表 f.上传COMTRADE文件 g.COMTRADE检索 h.传输选择文件 i.文件自动上传 j.文件压缩传输) ● 通讯调试(数据流存盘)

● 窗口

通讯监视主界面,如图

36

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

图6.3.1

左上部分为文件传输状态的显示区域，包括文件序号，录波文件的描述，录波文件名和传输标志。（例如：传输标志为“100% 缺 缺 100% 缺 缺”，表示为该录波文件的A板，D块的文件已经传输完，显示为100%。而B/C/E/F板的文件，因为配置为空，装置中没有对应的文件，显示为缺。另外还有一种情况是装置通知后台有对应文件，但是召唤文件时却告知文件大小为零。）

右上部分为通讯状态信息，即显示后台管理机与前置机通讯时的状态信息。（例如：发送实时监测命令，发送录波器工作状态命令，接受数据命令成功等。）

左下部为录波文件的具体信息描述，包括录波文件具体某个板的信息，文件字节数的大小，待上传的字节数大小，上传的进度和传输的标志。

右下部分为录波器工作状态信息，是否连接，是否正常运行，以及采集板配置和运行情况。

37

YS-89A+录波装置 （嵌入式） 南京银山电子有限公司

详解如下:

6.3.1.1 参数传输：同传参。 6.3.1.2 状态监测

a) 实时监测：实时查看前置机中的实时通讯状态信息。

图6.3.1.2 实时监测

上半部分为模拟量通道监测视图,左侧为树型列表选中相应的通道,右侧即显示该采集板模拟量通道的通道号,通道名称,有效值,相位,频率,最大有效值,最大瞬时值。

下半部分为开关量通道监测视图,左侧为树型列表选中相应的通道,右侧即显示该采集板开关量通道的通道号,通道名称,状态,是否变位,变位时间。

点击操作菜单,选中或取消<实时数据刷新>可以改变右侧数据的是否为实时显

示数据。(默认为实时显示)

点击<实时监测图>菜单,可选择显示<实时波形图>或<实时相位图>. 选中<实时波形图>,如图

38

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tr0g.html