YS-ES1智能化变电站故障录波及网络记录分析装置-说明书v3.0要点

南京航天银山电气有限公司技术资料 编号：1YS-ES1智能化变电站故障录波及网络记录分析装置版本V3.0航天科工深圳（集团）有限公司南京航天银山电气有限公司目录第一章、概述11.1 应用范围11.2技术特点11.3遵循标准31.4 抗电磁干扰能力5第二章、面板接口分布62.1正面面板布置图62.2背面面板布置图7第三章、技术指标83.1技术特点83.2录波启动定值9第四章、电力系统动态记录软件124.1.菜单栏124.1.1系统菜单124.1.2帮助菜单134.2装置树窗口134.2.1检索功能134.2.2运营单位144.2.3变电站144.2.4装置154.2.5装置版本信息154.3实时信息窗口164.3.1告警信息164.3.2暂态录波174.4主窗口184.4.1 配置图194.4.2装置信息194.4.2.1二次回路监视图204.4.2.2实时信息234.4.2.3实时波形254.4.2.4暂态录波检索264.4.2.5稳态波形检索274.4.2.6原始报文检索284.4.2.7告警信息检索29第五章 配置录波器305.1 配置流程305.2导入SCD325.3线路配置335.3.1添加线路335.3.1.2 编辑线路335.3.1.3 打印线路参数345.4.2 通道配置355.4.2.1 SV通道355.4.2.2 SV录波通道关联一次元件375.4.2.3 GOOSE通道385.4.2.4 MMS通道40第六章 定值整定426.1控制参数426.2模拟量整定436.3频率定值446.4序量定值456.5开关量定值456.6变压器定值466.7打印定值466.8定值单47第七章 用户管理507.1添加用户507.2 用户权限517.3 删除用户51第八章 系统设置528.1通讯参数528.2网络分析548.3 装置设置55第九章 波形分析569.1打开文件569.2 波形值切换569.3双光标操作579.4波形缩放579.5幅值范围579.6通道选择589.7向量分析599.8谐波分析599.9 功率分析609.10手动故障测距619.11标注619.12通道合并619.13导出自定义通道62前言本说明书仅适用于最终用户，对翻版、其他任何商业或其他目的的用途，本公司保留追究其法律责任的权利。 由于本装置的良好扩充性能，在本说明书中可能没有涵盖装置的所有功能，用户有不明之处，欢迎向本公司致电或E-mail垂询。第一章、概述1.1 应用范围该装置设计采用FPGA结合嵌入式实时操作系统vxWorks，适应电力系统发展需求的嵌入式电网通信记录、分析装置。装置能自动识别IEC61850-MMS、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、GOOSE、IP等多种网络通信协议。具有可扩展性好、时间延时小、实时在线监视等优点，提供多种模式的分析手段，适应不同层次的客户使用，操作简便。该装置适用于智能电网的数字化变电站中，用于监视、记录、分析数字化变电站中的所有交互的报文信息，同时也可以应用于需要记录、分析网络报文的场所，在智能电网的建设中将会起着重要的作用。1.2技术特点1.分布式架构设计：本装置采用分布式架构设计，可以根据接入量使用多个采集单元，同时配有集中管理单元，将各个采集单元的数据进行合成。2.嵌入式硬件、嵌入式操作系统：采用高档FPGA以及高速ARM进行采集处理，同时在前置单元采用了实时性很强的vxWorks操作系统，集中管理单元采用了Linux操作系统。3.分布式大容量存储：集中管单元配有两块1T硬盘，暂稳态独立存储，使数据更加安全。4.基于TCP/IP以及IEC61850、IEEE1588等规范的深层完整解析：深入并完整地基于TCP/IP以及IEC61850、IEEE1588解析网络报文，通过三种模式，即简明模式、专业模式、原始模式满足不同层次用户的需求，真正达到了方便使用的目的。5.千兆网设计、硬件处理IEEE1588校时：单元内网采用千兆设计，可快速接收前置FPGA的报文采集，采用千兆PHY直接处理IEEE1588，误差小于80ns。6.插件式自动解析报文类型： 在线、分析软件采用插件式报文解析，自动分析并在分析界面上列出一段时间记录的报文所包含的协议，点击需要详细分析的协议按钮即可以分析，所有插件采用标准接口，可在其他模块中直接调用。7.数字化录波器和规约分析仪功能： 本装置将规约分析和录波器的功能进行了统一整合，一台装置实现两种功能。方便了站内人员进行数据分析。1.3遵循标准GB/T 2423.12001 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温（idt IEC 6006821:1990）GB/T 2423.22001 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温（idt IEC 6006822:1974）GB/T 2423.9 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Cb:设备用恒定湿热（idt IEC 60068256:1988）GB/T 28872000 电子计算机场地通用规范GB/T 72612000 继电器及装置基本试验方法GB/T 9361 计算机场地安全要求GB/T112872000 电气继电器 第21部分：量度继电器和保护装置的振动冲击碰撞和地震实验 第1篇：振动实验（正弦波）GB/T145371993 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验（idt IEC 60255212:1988）GB/T14598.92002 电气继电器 第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第3篇：辐射电磁场骚扰试验（idt IEC 60255223:2000）GB/T14598.101996 电气继电器 第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第4篇：快速瞬变干扰试验（idt IEC 60255224:1992）GB/T14598.131998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第1部分：1MHz脉冲群干扰试验（eqv IEC 60255221:1988）GB/T14598.141998量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第2部分：静电放电试验（idt IEC 60255222:1996）GB/T14598.162002 电气继电器 第25部分：量度继电器和保护装置的电磁发射试验(idt IEC6025525:2000）DL/T 6631999 220500KV电力系统故障动态记录装置检测要求DL/T 6671999 远动设备及系统 第5部分：传输规约 第103篇：继电保护设备信息接口配套标准（idt IEC608705103:1997）IEC 60255225:2002电气继电器 第225部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验浪涌抗扰度试验IEC 60255226:2001 电气继电器 第226部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验射频场感应的传导干扰的抗扰度IEC 60255227:2003 电气继电器 第225部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验工频抗扰度试验IEC 6025524:2000 电气继电器 第24部分：电力系统数据交换的一般格式DL/T 860.81 变电站通讯网络和系统 第8-1部分：特定通信服务映射（SCSM）映射到MMS（ISOIEC9506 第二部分）和ISOIEC8802-3 DL/T 860.92 变电站通讯网络和系统 第9-2部分：特定通信服务映射（SCSM）通过ISOIEC8802-3传输采样测量值1.4 抗电磁干扰能力1）能承受GB/T14598.13中和规定的衰减振荡波形干扰，振荡频率选和100。2）能承受GB/T14598.10规定的严酷等级为IV级的快速瞬变干扰；3）能承受GB/T14598.14规定的严酷等级为IV级的静电放电干扰。4）能承受GB/T14598.13规定的严酷等级为IV级的脉冲群干扰；5）能承受GB/T 14598.9规定的严酷等级为III级的射频电磁场辐射抗扰度试验；6）能承受GB/T 14598规定的严酷等级为III级的浪涌干扰；符合GB/T 14598.16-2002中4.1规定的传导发射限值和4.2规定的辐射发射限值；7）能承受GB/T 14598.17中规定严酷等级为III级的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。8）能承受GB/T 14598.19中规定严酷等级为A级的工频抗扰度试验。第二章、面板接口分布2.1正面面板布置图PW1电源1指示灯PW2电源2指示灯HDD硬盘灯LAN1LAN8网口数据指示灯PTP对时指示COM串口通讯指示灯DI1DI8开入信号指示灯DO1DO8开出信号指示灯ID采集指示灯2.2背面面板布置图电B码信号端子27、28（27为正、28为负）装置告警端子12、10录波启动端子15、13第三章、技术指标3.1技术特点1.供电电源间歇性断电240ms，不影响装置运行。2.数字化（光PT/CT）输入：(1)接收IEC61850 9-2 MU合并单元的光PT/CT信号；每周期采样点80/96/256。(2)接收IEC61850 9-1 MU合并单元的光PT/CT信号；每周期采样点80/96/256。3.接入GOOSE/MMS网光信号：(1)接收GOOSE事件量。(2)接收MMS事件量4.时钟及同步精度(1)具有三种对时方式：IEEE1588、光B码、电B码对时；(2)支持IEEE1588协议，误差80ns。(3)IRIG-B方式1s；3.2录波启动定值定值整定及推荐值如下：第四章、电力系统动态记录软件主界面主要有菜单栏、装置树、实时信息以及主窗口四部分组成。4.1.菜单栏4.1.1系统菜单 可显示与隐藏装置树以及实时信息界面，以及退出界面功能。如图：4.1.2帮助菜单可设置界面的样式以及软件的版本信息注：不同的操作系统样式列表可能不一样。4.2装置树窗口4.2.1检索功能输入关键字，自动检索装置树节点，点击弹出的列表可跳转到对应的树节点4.2.2运营单位右击装置树栏的空白处添加运营单位4.2.3变电站右击运营单位可编辑、删除此运营单位以及添加运营单位下的变电站，如图名称装置名称(根据现场修改)IP地址填写装置实际ip(根据现场修改)端口2003(固定参数,不许修改)4.2.4装置编辑装置可以修改装置名称、IP和端口删除设备删除装置修改配置文件修改装置参数(一次设置、定值设备、录波参数等）查看版本信息查看装置程序版本手动录波触发设备录波4.2.5装置版本信息显示装置的模块列表版本信息：名称、版本号、CRC码、生成时间、以及描述。如下图4.3实时信息窗口4.3.1告警信息显示装置的采样告警、GOOSE告警、MMS告警、PTP告警以及其它告警查看可打开告警的详细信息，可导出为html格式文件。如图分析打开告警前2秒后10秒的原始报文；为了方便查看需要的事件，可以通过协议类型过滤、过滤设置来实现。协议类型分为采样事件、GOOSE事件、MMS事件、PTP事件以及其它事件。过滤设置分为装置过滤和告警点过滤，如图4.3.2暂态录波显示当前装置的最新暂态录波信息通过“查看”打开暂态录波的故障简报，可导出为html格式文件。如图点击报文分析会弹出该装置的所有采集端口，根据选择的采集端口获取故障前2秒后12秒的原始报文并打开分析工具。4.4主窗口主窗口分配置图和装置信息两部分，根据左侧选择的树的节点类型显示不同的界面，当选择运营单位和变电站时显示配置图；选择具体的装置时显示装置的信息。4.4.1 配置图选择运营单位时，如下图选择变电站时，如下图4.4.2装置信息主窗口总共有7个标签，分别为“二次回路监视图”、“实时信息”、“实时波形”、“暂态录波检索”、“稳态录波检索”、“原始报文检索”、“告警信息检索”；根据所连数字化装置的配置文件显示所需标签；录波及网络分析一体化装置显示所有标签，如图4.4.2.1二次回路监视图显示网内装置的实时通讯状态，图形可放大、缩小、移动。右击图元弹出查看菜单可查看IED的监视图，图下图：1.实时值2.实时监视3.历史监视4.历史告警4.4.2.2实时信息1.端口流量显示端口各种协议流量。根据各协议特点结合端口流量来判断网络是否正常。SV流量9-1、9-2数据流量，正常时流量是稳定不变的。GOOSE流量Goose数据流量，正常时流量一般是在1Mbps一下，开关动作时流量会突增。MMS流量mms协议流量，正常时流量比较小，变电站故障时会增大。PTP流量1588校时数据流量，正常时流量比较稳定且很小其他流量除上述协议以外的协议流量。点击获取报文后弹出如下图：点击停止或者文件大小超过50M时自动停止，可以打开报文分析或者导出文件。2.采样控制块显示装置接接收到的SV数据。点击查看可以看到通道的一次值。配置中存在且接收到该SV数据配置中存在且没有收到该SV数据配置中存在且APPID相同但SVID和MAC不同的SV数据配置中不存在但收到的SV数据3.Goose控制块配置中存在且接收到该Goose数据配置中存在且没有收到该Goose数据配置中存在且APPID相同但GoID和MAC不同的Goose数据配置中不存在但收到的Goose数据4.4.2.3实时波形实时显示各个通道的波形，用户可以定制显示波形的有效值、一次有效值、相角值、直流分量、谐波分量和波形刷新时间。实时波形界面功能图标，如图显示有效值显示一次值显示相角选择显示直流分量以及谐波缩小放大波形选择显示通道设置波形显示背景是否带网格选择是否显示通道编号设置实时波形自动刷新时间手动录播按钮；装置录波中4.4.2.4暂态录波检索用户如果需要查看某个历史时间段的录波文件，可通过暂态录波检索来检索所需波形。如果不需要检索全部波形，可以通过“启动类型”、“故障类型”、“一次设备”、“保护动作开关变位”、“保护跳闸开关变位”来进行有选择的检索波形文件。如图报告、波形以及报文分析同实时暂态录波功能一致4.4.2.5稳态波形检索如果需要查看某一时间段所录稳态波形，可使用稳态波形检索；稳态波形检索分为“检索稳态波形”和“稳态录波存储信息检索”；如图稳态波形检索，通过选择所需要查看的波形开始时间，通过“打开”或“导出”实现检索；如果通过“打开”进行检索，检索完自动打开稳态波形；如果通过“导出”检索，检索完则出现导出文件选择对话框，如图；4.4.2.6原始报文检索原始报文检索分为“检索原始报文”和“原始报文存储信息检索”。原始报文检索的时间类型分为“纳秒级别”和“微妙级别”，通过采集端口的选择检索对应端口的原始报文和原始报文存储信息；如图：4.4.2.7告警信息检索检索历史告警信息，可根据时间、告警级别和描述来分类检索。告警级别分为：1-提示级及以上、2-装置告警级及以上、3-装置故障级及以上查看以及分析功能与实时告警信息一致。第五章 配置录波器 配置录波器需要用户登录。设备出厂时默认的登录用户帐号是“admin”，密码为admin。配置界面提供了线路配置、通道配置、定值修改、用户管理、系统设置四种功能。5.1 配置流程上电前检查项目 ： 电源线连接正常紧固； 接地线连接正常紧固； 装置机箱、接插件安装完整紧固； 上电后检查项目 ： 检查录波装置是否运行正常(面板电源灯点亮、运行灯闪烁)； 装置配置流程：1.导入SCD文件(详见5.2)2.新建一次设备(详见5.3)3.选择录波SV通道，并关联一次设备（详见5.4.2）4.选择录波Goose通道，并关联一次设备（详见5.4.2）5.修改采集口存储空间(详见8.1）6.修改暂态存储空间(详见8.3）7.修改稳态存储空间(详见8.3）8.上传9.修改定值、录波启动 (详见第6章)10.暂态检索检查11.稳态检索检查5.2导入SCD点击“”，选择SCD文件。如果是系统已经存在SCD文件则会提示如下信息：选择Yes则会删除，已经挑选的录波通道。之后需要重新挑选录波通道和关联一次设备。注意：1.如果SCD文件中IED的APPID没有修改就可以选择“No”2.如果SCD文件中IED的APPID变更了，则选择“Yes”。之后再重新挑选录波通道，重新关联一次设备。5.3线路配置5.3.1添加线路 右击交流线路，点击“添加新元件”菜单，这是会在线路列表中创建了一个新线路，线路名默认是以调度编号和线路类型命名。5.3.1.2 编辑线路编号系统使用,不可编辑调度编号根据现场修改线路名称根据现场修改所属母线根据现场修改正序电阻根据现场修改正序电抗根据现场修改正序电容根据现场修改电容补偿系数根据现场修改线路长度根据现场修改零序电阻根据现场修改零序电抗根据现场修改零序电容根据现场修改 注意：编辑完成后，必须先点击应用按钮再点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。5.3.1.3 打印线路参数 点击按钮，进入打印设置界面。用户可以选择想要打印的项目。这里勾选线路参数,点击预览出现预览界面。5.4.2 通道配置 点击可以进入通道配置界面，用户可以配置板卡模拟量通道、开关量通道的详细信息。也可以对板卡精度进行修正。5.4.2.1 SV通道通道设置 SV通道配置界面共分为三个部分，SV控制块信息、SV控制块的所有通道、挑选用于录波的SV通道。SV控制块信息编辑选中后进入编辑状态APPID控制块的APPID号IED名称控制块对应的 IED 名称IED描述控制块对应的 IED 描述组播MAC控制块的组播MAC(可编辑)smvID控制块的smvID(可编辑)采样频率控制块的采样频率(可编辑)ASDU数控制块的ASDU数(可编辑)confRev控制块版本号(可编辑)采集口控制块对应的采集口号(可编辑)VLAN-ID控制块的VLAN-ID(可编辑)VLAN优先级控制块的VLAN优先级(可编辑)SV控制块的所有通道编辑选中后进入编辑状态名称通道名称路径通道路径(可编辑)挑选用于录波的SV通道编辑选中后进入编辑状态SV通道号对应SV通道的序号(可编辑)名称录波通道名称(可编辑)单位单位(可编辑)类型通道类型UA、UB、UC、U0、IA、IB、IC、I0(可选)虚端子可编辑一次额定通道一次额定(可编辑)二次额定通道二次额定(可编辑)SV系数(调试用)系数(调试用)零漂(调试用)5.4.2.2 SV录波通道关联一次元件1.选中要关联的通道2.单击关联一次设备 注意：编辑完成后，点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。5.4.2.3 GOOSE通道 GOOSE通道配置界面共分为三个部分，GOOSE控制块信息、GOOSE控制块的所有通道、挑选用于录波的GOOSE通道。SV控制块信息编辑选中后进入编辑状态APPID控制块的APPID号IED名称控制块对应的 IED 名称IED描述控制块对应的 IED 描述组播MAC控制块的组播MAC(可编辑)gocbref控制块的gocbref(可编辑)datset控制块的datset(可编辑)goid控制块的goid(可编辑)confRev控制块版本号(可编辑)最大间隔控制块对应的发送最大间隔(可编辑)最小间隔控制块对应的发送最小间隔(可编辑)采集口控制块对应的采集口号(可编辑)VLAN-ID控制块的VLAN-ID(可编辑)VLAN优先级控制块的VLAN优先级(可编辑)GOOSE控制块的所有通道编辑选中后进入编辑状态名称GOOSE通道名称数据类型GOOSE通道的数据类型 挑选用于录波的GOOSE通道编辑选中后进入编辑状态名称录波通道名称虚端子虚端子类型保护动作,断路器状态,刀闸位置,装置告警,母线位置,其他。 (根据现场修改)标志见下表(开关量类型描述)(根据现场修改)关联一次设备(根据现场修改)开关量类型描述保护动作动作,跳A相,跳B相,跳C相,跳零序,跳单相,跳三相,重合闸,永跳,相间,加速,接地,母差,方向,差动,I段,II段,III段,其它，(根据现场修改)断路器状态状态,A相跳闸,B相跳闸,C相跳闸,零序跳闸,重合闸,其它，(根据现场修改)刀闸位置位置,接地，(根据现场修改)装置告警告警,TV断线,TA断线,通道故障,其它，(根据现场修改)母线位置I母,II母，(根据现场修改)其他信号,收信,发信,其它，(根据现场修改)注意：编辑完成后，点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。5.4.2.4 MMS通道此界面主要用于二次回路监视配置。MMS控制块信息编辑选中后进入编辑状态IED名称控制块对应的 IED 名称IED描述控制块对应的 IED 描述逻辑设备设备实例控制块的组播MAC(可编辑)datset控制块的gocbref(可编辑)数据集描述控制块的datset(可编辑)报告号控制块的goid(可编辑)第六章 定值整定 点击进入定值配置界面，可以修改采样频率、录波时间、模拟量定值、频率定值、序量定值、开关量定值。通过点击标签页就可以切换到上述功能界面。6.1控制参数 通过此界面可以配置录波频率和录波时间。AB段采样频率4000Hz(根据现场修改)A段录波时长40ms1000ms。每隔20ms一档(根据现场修改)B段录播时长40ms10000ms。每隔20ms一档(根据现场修改)C段采样频率不小于800(根据现场修改)C段录波波时长1s30s(根据现场修改)D段采样频率50Hz(根据现场修改)D段录波时长1s300s(根据现场修改)稳态录波采样频率不小于800Hz(根据现场修改) 注意：编辑完成后，点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。6.2模拟量整定 通过此界面可以整定通道越限、突变、电流变差、谐波定值。选择线路列出与线路相关联的通道。修改定值双击要修改的定值，在编辑框中填入数值(根据现场修改)启用定值启用选中的定值（通过鼠标可以框选多组定值）屏蔽定值屏蔽选中的定值（通过鼠标可以框选多组定值）标准定值提供了一个可以快速修改定值的功能界面，可以批量的为多条线路设置定值。 注意：编辑完成后，点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。6.3频率定值 用户可以设置频率变化率、频率上限、频率下限三种定值。双击编辑框可以填写数值，点击复选框启用定值。注意：编辑完成后，点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。6.4序量定值 用户可以设置正序上限、正序下限、负序上限、自产零序上限四种定值。双击编辑框可以填写数值，点击复选框启用定值。 注意：编辑完成后，点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。6.5开关量定值 开关量的显示采用了左右方式，这样可以在有限的界面显示更多的内容，方便用户查看。修改后且没有保存的定值采用红色标注出来。启用状态，正常状态，注意：编辑完成后，点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。6.6变压器定值 用户可以设置过激磁、差流越限、零序差流越限三种定值。双击编辑框可以填写数值，点击复选框启用定值。 注意：编辑完成后，点击工具栏上按钮，要使配置生效再点击工具栏上按钮。6.7打印定值 点击工具条上的按钮，出现打印选项界面，这里我们选择控制参数、模拟量定值、频率定值、序量定值、开关量定值。6.8定值单序号启动项类型整定范围及步长厂家参考值备注高越限相电压0120; 0.01V110%Un相电流020In; 0.01A110%In突变量相电压0120; 0.01V5%Un相电流020In; 0.01A10%In低越限相电压0120; 0.01V90%Un1.5秒电流变差相电流0100%; 0.1%20%三次谐波相电压0120; 0.01V6%Un五次谐波相电压0120; 0.01V5%Un七次谐波相电压0120; 0.01V5%Un正序上限电压组0120; 0.01V110%Un电流组020In; 0.01A110%In正序下限电压组0120; 0.01V90%Un负序上限电压组0120; 0.01V3%Un电流组020In; 0.01A10%In自产零序上限电压组0120; 0.01V6%Un电流组020In; 0.01A10%Un频率变化率电压组0.11Hz; 0.1Hz0.3Hz频率上限电压组5060Hz; 0.1Hz50.5Hz频率下限电压组4550Hz; 0.1Hz49.5Hz过激磁变压器0101.11.1差流越限变压器020In；0.01A0.1零序差流越限变压器020In；0.01A0.1以上Un为PT二次额定定值，一般为57.74；In为CT二次额定值，一般为1A或5A第七章 用户管理admin为系统管理员用户可以修改密码，但不可以删除该用户。7.1添加用户 单击 按钮就在用户管理列表创建了一个新加用户,密码默认为空。用户需要输入中文时通过ALT+Z键调出和关闭中文拼音输入法。7.2 用户权限 需要管理员用户登录，在用户管理列表选中用户就可以在用户权限栏选中要添加和修改的权限。7.3 删除用户 需要管理员用户登录，在用户管理列表选中用户，再单击,出现确认提示框，点击YES。即可。 注意：用户添加、删除、修改后请点击