1、山大電力WDGLVI技術介紹浙江0804山大電力WDGLVI技術介紹浙江0804WDGL-VI微機電力故障錄波監測裝置技術匯報山東山大電力技術有限公司WDGL-VI微機電力故障錄波監測裝置技術匯報山東山大1. 概述電力系統的發展需要：新一代的故障錄波監測裝置：應滿足互聯電網系統在發生大范圍、長過程嚴重故障后事故分析的需要，實現穩態、動態、暫態全過程不間斷記錄全部電氣量的記錄能力；同時滿足事故發生后電力系統穩定分析的需要，為廣域意義上的同步測量打好基礎。同時，在連網方面有相當的靈活性，并具有抗病毒能力。山大電力WDGL系列錄波裝置的發展1. 概述電力系統的發展需要：山大電力WDGL系列錄波裝置的

2、發展型 號 WDGL-IWDGL-IIWDGL-IIIWDGL-IVWDGL-V開發日期1990年1994年1996年1999年2004年/06年CPU (DSP) Z80 Z80+Intel8098 Intel80C196 Tms320C32+80C196 Tms320C32+CPLDA/D 12Bit 12Bit 12Bit 14Bit 14/16 Bit采樣頻率(Hz) 1K1K2K6.4K, 9.6K6.4K, 12.8K模擬通道路數 3232489696定值設方式 電位器軟件設定值 軟件設定值 軟件設定值軟件設定值模擬起動量 電壓、電流越限 電壓、電流越限 電壓、電流及負序越限 電壓

3、、電流、各序分量越限、突變及差電流啟動電壓、電流、各序量越限、突變及差電流啟動連續記錄時間17S17S30S不限不限*結構方式前后臺模式前后臺模式一體化模式前后臺模式一體化模式2007，2008年，新一代WDGL-VI錄波裝置山大電力WDGL系列錄波裝置的發展型 號 WDGL-IWD概述（續）新一代WDGL-VI型錄波監測裝置：采用可靠的嵌入式硬件和軟件平臺，全面提高了裝置的可靠性，提高了設備抗干擾能力；裝置采用內嵌GPS對時同步采樣技術，為大范圍故障分析提供保證，為廣域同步測量提供基礎平臺；以獨立的物理模塊實現了穩態和暫態數據的記錄，為超長時間、大范圍和發展性的事故分析提供了可靠的數據來源；

4、具有多網絡接口，具有病毒免疫能力。 概述（續）新一代WDGL-VI型錄波監測裝置：2.設計目標總目標： 結合多年的研究成果，利用最先進的電子技術，開發出具有可靠、先進、開放、準確和實用的新一代錄波監測裝置，使其具有獨立的暫態、穩態數據存儲管理單元，實現穩態錄波功能，全面提高記錄數據的可靠性水平；提供具有GPS絕對時標錄波數據，為同步相量測量提供基礎，滿足新形勢下電力系統事故分析及系統運行的需要。2.設計目標總目標：具體目標 采用先進的嵌入式軟、硬件平臺技術，在保證系統實時性的同時，保證系統的可靠性與先進性。采用插件式模塊化工業一體化設計，采用多CPU(DSP)并行技術以及CPLD技術。在高性能

5、硬件平臺基礎上，穩態、暫態數據的記錄采用物理上獨立的存儲單元，實現穩態數據的離散采樣記錄。滿足大范圍、長過程、發展性故障記錄的需要，實現穩態記錄功能及暫態、動態、穩態數據檢索、分析。實現基于GPS標準時鐘的同步采樣，提供帶有絕對時標的記錄數據，為實現同步相量測量打好基礎。具體目標 采用先進的嵌入式軟、硬件平臺技術，在保證系統實時性具體目標（續）采用高精度A/D、通道誤差矢量校正技術、頻率跟蹤技術，保證裝置測量結果的準確性；采用高精度的測距技術，為電力系統的事故分析和恢復提供及時、準確的分析結果；軟件設計與硬件采用模塊化設計，預留將來數字變電站錄波的擴展接口； 通訊方式靈活，滿足各種數據傳輸的需

6、要，支持103標準規約，預留IEC61850規約接口；具有可靠的病毒防護能力；具有高的電磁兼容特性及抗干擾能力。 具體目標（續）采用高精度A/D、通道誤差矢量校正技術、頻率跟3.系統原理3.0 設計原則1）標準化DL/T533-94：220KV-500KV電力系統故障動態記錄技術準則DL/T633-1999：220KV-500KV電力系統故障動態記錄裝置監測要求DL/T873-2004：微機型發電機變壓器動態記錄裝置技術準則2）具有先進性 利用最新的工業技術及電子技術成果3）可靠性 考慮電磁兼容性，保證系統可靠性 （北京08年度安全運行報告1，2）4）實用性 裝置使用、維護方便，盡量滿足用戶發

7、展的應用需求。3.系統原理3.0 設計原則3.1硬件平臺設計3.1.0 裝置總體構成從功能上分，裝置的主要由如下幾部分構成：智能數據采集模塊暫態錄波管理模塊穩態錄波管理模塊GPS時間同步模塊數據處理及分析模塊（見下頁圖）3.1硬件平臺設計3.1.0 裝置總體構成裝置總體構成示意圖裝置總體構成示意圖裝置正面（1）裝置正面（1）山大電力WDGLVI技術介紹浙江0804課件裝置背面圖GPS電源當地分析處理（推薦）智能A/D采集模塊暫態存儲管理模塊智能開關量采集智能數據采集模快穩態存儲管理模塊裝置背面圖GPS電源當地分析處理（推薦）智能A/D采集模塊暫總體硬件構成特點：穩態、暫態存儲管理采用物理上獨立

8、的存儲管理單元采用高性能32位DSP及嵌入式（PC104）模塊;插件式模塊設計;多CPU(DSP)并行處理;CPU（DSP)之間經雙口RAM以總線方式通訊;具有GPS同步時鐘功能。具有多網路接口（穩態、暫態各4個）總體硬件構成特點：3.1.1 嵌入式穩態、暫態存儲管理模塊 暫態錄波管理模塊與穩態錄波管理模塊采用相同的物理結構。主要包括兩部分，PC104嵌入式子模塊與管理DSP子模塊。3.1.1 嵌入式穩態、暫態存儲管理模塊 暫態錄波管理模塊穩態（暫態）存儲管理模塊穩態（暫態）存儲管理模塊管理DSP子模塊由DSP、NVRAM、CPLD、雙口RAM等構成。其功能：在采集模塊與PC104子模塊管理模

9、塊之間起橋接作用，同時又有自己的獨特功能。該模塊負責接收各智能模塊數據，進行啟動判斷，并把故障前后的數據緩存到NVRAM中；同時實現與嵌入式暫態（穩態）數據管理模塊的高速數據交換。管理DSP子模塊由DSP、NVRAM、CPLD、雙口RAM等管理DSP子模塊技術特點技術特點：采用128Mb大容量NVSRAM作為錄波數據的高速緩存，保證系統在掉電或者后臺有問題情況下數據不丟失；PC104總線與大容量雙口RAM的應用，提高錄波數據的貯存速度，保證系統冗余度；采用大規模CPLD技術，產生同步采集控制信號，增加系統可靠性與實時性；基于CPLD頻率跟蹤技術及GPS時鐘同步技術 管理DSP子模塊技術特點技術

10、特點：嵌入式PC104子模塊： 嵌入式PC104模塊具有完整的PC功能和高效的CPU性能，體積小、功耗低、免風扇工業級設計具有四個獨立網絡接口、兩個RS232/485接口。 嵌入式PC104子模塊： 嵌入式PC104模塊具有完整的3.1.2智能數據采集模塊該模塊主要由多個智能模擬量采集板及智能開關量采集板構成。其作用：主要在同步時鐘的控制下，多個板進行同步的數據采集，并進行預處理，通過總線分別送到嵌入式暫態錄波管理單元與穩態錄波管理單元。3.1.2智能數據采集模塊該模塊主要由多個智能模擬量采集板及1）智能模擬量采集板1）智能模擬量采集板智能模擬量采集板實物照片智能模擬量采集板實物照片智能模擬量

11、采集板技術特點：采用第三代32位浮點DSP：TMS320VC33。高精度A/D：16位；程序運行32位模式；雙口RAM與管理模塊交換數據；每模塊采集16路模擬量。智能模擬量采集板技術特點：2）智能開關量采集板主要由光電隔離電路、32位DSP及雙口RAM等構成。見構成圖。開關量信號經過光電隔離，送到緩沖電路。在同步采樣脈沖控制下，對多通道開關量運行狀態進行讀取及變位預判斷，然后通過雙口RAM將數據送到DSP管理單元。本模塊可采集32-224路開關量，以32路為單位選擇。2）智能開關量采集板主要由光電隔離電路、32位DSP及雙口R智能開關量采集模塊構成圖智能開關量采集模塊構成圖智能開關量采集板實物

12、照片智能開關量采集板實物照片技術特點：采用光電隔離，抗干擾能力強；開關量啟動預邏輯處理，減少DSP管理模塊的啟動判斷時間；開關量通道數量擴展靈活。智能開關量采集板技術特點：智能開關量采集板3.1.3 GPS同步時鐘模塊主要作用：利用全球定位系統，獲得精確時鐘，并形成采樣同步時鐘脈沖，為CPLD頻率跟蹤與同步采集提供信號。功能特點：可以選裝衛星接收模塊，直接接入衛星天線，形成獨立的衛星接收單元，不依賴其它GPS裝置。可接收其它GPS發送的各種同步信號：IRIG-B碼、秒脈沖、分脈沖、串行口等。可接收其它裝置提供同步衛星信號：秒脈沖、串行口。采用CPLD進行解碼、編碼，配置靈活。 3.1.3 GP

13、S同步時鐘模塊主要作用：GPS同步時鐘模塊構成（1）GPS同步時鐘模塊構成（1）GPS同步時鐘模塊實物照片（1）GPS同步時鐘模塊實物照片（1）GPS同步時鐘模塊構成（2）GPS同步時鐘模塊構成（2）GPS同步時鐘模塊實物照片（2）GPS同步時鐘模塊實物照片（2）3.1.4當地數據分析處理模塊該模塊主要負責數據的綜合處理，參數設置等。 是可選當地配置。模塊采用了ETX（Embedded Technology Extended）嵌入式模塊化CPU。ETX嵌入式計算機模塊具有完整的PC功能和高效的CPU性能，是最近發展的新的工業控制技術。具有體積小，可靠性高，易于進行開發等特點。 3.1.4當地數

14、據分析處理模塊該模塊主要負責數據的綜合處理，當地數據分析處理模塊當地數據分析處理模塊當地數據分析處理模塊實物照片當地數據分析處理模塊實物照片當地數據分析處理模塊功能特點主要功能是接收來自DSP管理模塊的數據，對記錄數據進一步緩存及分析處理、并進行顯示或打印輸出。技術特點：高性能、低功耗、免風扇工業級設計具有LVDS的LCD顯示接口；具有雙網絡、RS232/485、Modem接口。具有雙USB接口。當地數據分析處理模塊功能特點主要功能3.2 軟件平臺設計軟件平臺的設計應滿足裝置可靠性和實時性的要求，同時考慮軟件的維護、使用和擴展。穩態錄波與暫態錄波模塊采用嵌入式Linux操作系統，而當地后臺分析

15、軟件采用Windows操作系統。錄波裝置中采用了先進的嵌入式實時操作系統：Linux，具有實時、可靠、可剪裁、多任務等特點，適合于實時性要求高的磁盤存儲管理和網絡通訊。 3.2 軟件平臺設計軟件平臺的設計應滿足裝置可靠性和實時性的3.2.1 LinuxLinux是一個類似于Unix的操作系統。Linux從1991年問世 ，Linux系統不僅能夠運行于PC平臺，還在嵌入式系統方面大放光芒，在各種嵌入式Linux OS迅速發展的狀況下，Linux OS逐漸形成了可與Windows CE等EOS進行抗衡的局面。目前正在開發的嵌入式系統中，49%的項目選擇Linux作為嵌入式操作系統。Linux現已成

16、為嵌入式操作的理想選擇。其特點：精簡的內核，性能高、穩定，多任務；針對嵌入式的存儲方案，提供實時版本和完善的嵌入式解決方案3.2.1 LinuxLinux是一個類似于Unix的操作3.2.2 Windows由于Windows系統是比較普及的辦公應用操作系統，用戶界面比較友好，因此，當地地后臺機軟件采用Windows平臺軟件，編程、使用維護比較方便。3.2.2 Windows由于Windows系統是比較普及4. 關鍵技術及原理4.1嵌入式一體化工業級設計新型錄波裝置采用全嵌入一體化設計，采用了嵌入式硬件平臺與嵌入式軟件平臺。設計時把裝置的各部分功能模塊統一考慮，使不同的功能模塊安裝于一個機箱內。

17、因此各模塊之間的數據交換可采用總線技術，減少了數據通訊造成的系統資源消耗。因此特別適用于采樣速度快、數據吞吐量大、實時性強的系統。4. 關鍵技術及原理4.1嵌入式一體化工業級設計嵌入式一體化工業級設計（續）綜合利用嵌入式硬件與軟件技術進行一體化嵌入式工業設計，滿足了暫態穩態數據獨立存儲、管理，提高了數據的可靠性。開發的錄波裝置具有可靠性高、抗干擾能力強，集成度高、體積小、維護方便等特點，整機裝置通過了電磁兼容為IV級的抗干擾試驗。 嵌入式一體化工業級設計（續）4.2 基于CPLD的頻率自動跟蹤和同步相量測量同步采樣的要求包括兩方面：時間同步和頻率同步。時間同步:GPS技術可以有效地解決電網相量

18、同步問題。頻率同步：頻率的跟蹤與測量，目前典型的方法是PLL硬件鎖相及軟件自適應跟蹤。缺點：占用CPU資源，影響程序的穩定性，還會影響測量的精度。該裝置采用CPLD解決這一矛盾。 4.2 基于CPLD的頻率自動跟蹤和同步相量測量同步采樣的要4.2.1頻率同步 模擬信號經低通濾波器濾波，被鑒零比較器電路整形成方波后（信號A，如圖4-2-1所示）接入CPLD，CPLD內的周期(f0=10MHz)，計數器記錄兩個上升沿之間晶振振蕩次數m，模擬信號頻率f由式（4-2-1）求出。 f=f0/m （4-2-1） ABCC圖4-2-1 采樣脈沖及周期脈沖時序圖 ABC4.2.1頻率同步 模擬信號經低通濾波器

19、濾波，被鑒零比頻率同步（續） 同時，A信號上升沿觸發一個脈沖信號（圖4-2-1 信號B，負脈沖），CPLD根據要求的周期內采樣點數M（比如32點）計算出采樣脈沖的間隔m。 m = m / M （4-2-2） 由CPLD內的采樣脈沖發生器（計數周期設為的計數器）觸發下一個周期的采樣脈沖（圖4-2-1中信號C，負脈沖），并且做到每周期的第一個采樣脈沖信號與周期脈沖信號同步。 此方法為用CPLD實現的軟件跟蹤測頻，以變化率每秒2.08Hz計算，則50Hz附近相鄰兩個周期之間的頻率漂移僅為0.0832，而由實際情況可知，電力系統在穩態時相鄰兩個周期的頻率變化非常小，可以忽略由兩個周期內頻率變化引起的誤

20、差。 頻率同步（續） 同時，A信號上升沿觸發一個脈沖信號（4.2.2 時間同步CPLD實現的功能：通過CPLD實現時鐘；CPLD獲得同步時鐘；CPLD輸出同步時鐘；形成采樣脈沖及周期同步脈沖。4.2.2 時間同步CPLD實現的功能：加入GPS時標原理圖加入GPS時標原理圖CPLD計時及同步時鐘獲取標準時間信息由秒數+微秒數組成。UTC信息由RS485串口輸入CPLD，CPLD接收后送DSP讀取，DSP讀入UTC信息進行處理，轉化為基準時間為2000年1月1日0時0分0秒的秒累加形式即SOC（以秒表示的世紀（一百年）時間）。SOC存于DSP中，秒脈沖（PPS）經CPLD判斷后接入DSP的外部中斷

21、，DSP收到PPS的中斷后SOC自動加1。DSP可以利用讀入的時間信息對SOC進行校正。在CPLD內設置微秒計數器，每秒計1百萬個數，每次PPS來時，復位微秒計數器。 CPLD計時及同步時鐘獲取標準時間信息由秒數+微秒數組成。U時鐘與數據同步周期脈沖信號同時送給AD板和管理板，采樣脈沖只送給AD板。AD板收到采樣脈沖后觸發一次采樣過程，收到周期脈沖信號把采樣結果和初步運算結果寫入AD板與管理板之間的雙口RAM。管理板在收到第N個周期脈沖信號中斷后記錄SOC值和微秒累計值作為采樣時刻的絕對時間，并從雙口RAM中讀取數據，此時的數據實際上是上一周期（第N1周期）的數據，所以在數據中加入N1周期記錄

22、的時間信息。 時鐘與數據同步周期脈沖信號同時送給AD板和管理板，采樣脈沖只4.3 模擬通道誤差校正技術通道誤差校正的必要性： 為了保證錄波裝置的數據精度、正確啟動和精確故障定位，錄波裝置應具有很高的測量精度，傳統的利用硬件電路調整通道變比的方法，不僅會造成測量誤差，而且無法從根本上校正通道之間的相位偏移，從而影響電壓、電流、有功、無功等模擬量的測量精度，導致測距結果不準。基本的原理： 通過試驗獲得幾組通道輸入與通道輸出數據，利用最小二乘法計算最優的通道變比參數和通道之間的相位誤差參數，正常運行時即可利用估計出的變比參數和相位誤差來校正采樣數據，達到高測量精度的要求。 4.3 模擬通道誤差校正技

23、術通道誤差校正的必要性：4.3.1 通道變比的數學模型可以按照線性模型來確定通道的輸入與輸出關系。采用如下線性函數： 4.3.1 通道變比的數學模型可以按照線性模型來確定通道的輸4.3.2 通道變比校正將裝置的電壓通道并聯，電流通道串聯，加入同相位的交流電壓和交流電流信號（注：電壓信號和電流信號之間也必須同相位），改變輸入的電壓和電流信號的值，獲得m組相對應的采樣數據和輸入數據，則按最小二乘準則，k和y0 的值按下式進行估計： 利用多個線性函數表示通道輸入輸出特性4.3.2 通道變比校正將裝置的電壓通道并聯，電流通道串聯，4.3.3 通道相位校正 在輸入同相位交流信號的情況下，設通道i有m次相

24、位測量值為 ：采用如下公式計算通道i對于通道1的相移： 4.3.3 通道相位校正 在輸入同相位交流信號的情況下，設通4.3.4 測試結果-電壓電流回路測試回路輸入值（V, A）測量值（V, A）相對誤差行業標準要求相電壓回路3.003.0030.1 %10%10.09.9970.0 % 2.5 %30.030.000.0 % 1 %60.060.000.0 % 0.5 %90.090.000.0 % 1 %120.0120.00.0 % 5 %電流回路0.50.5030.6 % 10%1.01.0000.0 % 2.5%2.52.495-0.2 % 1%5.04.997-0.1 % 0.5%2

25、5.025.080.3 % 1%50.050.150.3 % 2.5%100.0100.30.3 % 5%4.3.4 測試結果-電壓電流回路測試回路輸入值（V, A）4.3.4-測試結果-有功無功測試回路輸入量測量值相對視在功率誤差電壓(V)電流(A)相位角（度）有功功率(W)無功功率(Var)有功功率無功功率行業標準要求A相57.745.000288.1980.383-0.2%0.1 %1.5 %57.745.0045203.355204.211-0.3%0.0 %1.5 %57.745.00900.276288.5240.1 %-0.1 %1.5 %B相57.745.000288.9330

26、.5470.1 %0.1 %1.5 %57.745.0045203.357204.287-0.3 %0.2 %1.5 %57.745.0090-0.718288.433-0.2 %-0.1 %1.5 %C相57.745.000288.0250.486-0.2 %0.2 %1.5 %57.745.0045203.867204.497-0.1 %0.1 %1.5 %57.745.0090-0.593288.505-0.2 %-0.1 %1.5 %4.3.4-測試結果-有功無功測試回路輸入量測量值相對視在功4.3.4 測試結果-交流電壓、交流電流相位一致性測試 測試回路輸入信號最大相位差行業標準要求

27、交流電壓回路之間額定，同相位0.05度5度交流電流回路之間額定，同相位0.07度5度交流電壓與交流電流回路之間額定，同相位0.2度5度4.3.4 測試結果-交流電壓、交流電流相位一致性測試 測試4.3.4 測試結果-不采用通道矢量誤差校正時的有功無功測試結果 測試回路輸入量測量值相對視在功率誤差電壓(V)電流(A)相位角有功功率(W)無功功率(var)有功功率無功功率行業標準要求A相57.745.000288.77-4.310.0 %1.5 %1.5%57.745.0045200.92207.18-1.1 %1.1 %1.5%57.745.0090-4.30288.601.5 %0.0 %1.

28、5 %B相57.745.000288.61-4.250.0 %1.5 %1.5 %57.745.0045206.52200.990.8 %-1.1 %1.5 %57.745.00904.02288.071.4 %-0.2 %1.5 %C相57.745.000288.72-2.350.0 %0.8 %1.5 %57.745.0045202.26205.23-0.6 %0.4 %1.5 %57.745.0090-1.89288.530.6 %-0.1 %1.5 %4.3.4 測試結果-不采用通道矢量誤差校正時的有功無功測4.4 高精度測距技術4.4.1單端測距測距是故障錄波裝置的一個主要功能，雖然

29、利用單端電氣量進行的故障測距技術從原理上受過渡電阻和對端系統阻抗變化的影響，但在實際運行中所能夠獲得的故障數據多為單端數據，為了能夠盡快地進行故障定位、查找故障原因和恢復故障，實現高精度的單端測距技術已成為錄波裝置必不可少的功能之一。 4.4 高精度測距技術4.4.1單端測距影響單端測距精度的因素 （1）錄波數據的精度 錄波數據的精度對測距結果存在很大的影響，錄波數據的精度通過上述通道誤差矢量校正技術來保證 。影響單端測距精度的因素 （1）錄波數據的精度 錄波數據的精度影響單端測距精度的因素（2）非周期衰減直流分量 測距算法采用的是電壓電流的基波分量，而非周期衰減直流分量的存在，直接影響富氏濾

30、波算法中基波分量的提取，從而影響測距精度。非周期衰減直流分量影響單端測距精度的因素（2）非周期衰減直流分量 測距算法采用影響單端測距精度的因素（3）故障點過渡電阻和對端饋入電流 過渡電阻對端饋入電流 發生故障后，流過短路點過渡電阻的短路電流為本側短路電流和對側短路電流之和，對側短路電流為未知量，無法獲得，因此在測距中只能近似計算出對側的短路電流。 影響單端測距精度的因素（3）故障點過渡電阻和對端饋入電流 過影響單端測距精度的因素（4）線路分布電容 在輸電線路較長，電壓等級較高的情況下，分布電容對測距精度的影響較大。根本原因在于：對工頻分量，因分布電容的影響造成實際測量阻抗與用單位長度阻抗乘以距

31、離所得阻抗值之間有一定誤差。例如，設線路每公里正序阻抗值為z1=r1+jx1，正序分布電容為c1，故障距離為Lf。按集中參數測量阻抗為Zs1=z1Lf，而對于分布參數線路實際測量阻抗應該為：Zs2=Zc1th(Lf)。可見裝置感受的實際阻抗與故障距離是不成正比的。 影響單端測距精度的因素（4）線路分布電容 在輸電線路較長，電濾除非周期衰減直流分量 取故障后第一個周波的數據，利用全周波傅氏濾波得到： 從故障后半個周波的位置開始取一個周波數據，進行全周波傅氏濾波得到： 因為K1和K1，K2和K2以及Im和Im，Re和Re之間存在一定的運算關系，Re、 Re 、 Im 、 Im可以通過采樣數據利用離

32、散傅氏算法求得，從而根據上面的公式可以得到Re和Im，達到了濾除衰減直流分量的目的。濾除非周期衰減直流分量 取故障后第一個周波的數據，利用全周波測距算法以A相接地故障為例 ：根據故障后各序網絡分析 :DA為電流分布系數： 最終的測距方程為： 零序電流補償系數 測距算法以A相接地故障為例 ：根據故障后各序網絡分析 :DA考慮長線路分布電容影響的補償方法 為了消除分布電容的影響，在測距算法中加入了距離補償系數，首先利用集中參數測距算法得到近似的測距結果Lf，把此結果代入Zs2表達式中： 令：q稱為距離補償系數求出q的值以后，將其乘入線路阻抗參數中來補償分布參數的影響，然后再利用補償后的線路阻抗參數

33、重新進行測距，經過幾次迭代運算，可以得到更為精確的故障距離。 考慮長線路分布電容影響的補償方法 為了消除分布電容的影響，在北京電力科學研究院動模試驗數據測試結果電壓等級：500kV，線路長度：402km，正序電阻：0.018/km，正序電抗：0.28/km，零序電阻：0.12/km，零序電抗：0.83/km，正序電納：4.2097uS/km，零序電納：2.8274uS/km。 實際故障距離故障相別過渡電阻故障測距結果測距誤差0kmAN00.12km0.12km0kmAC00.28km0.28km0kmBN100.46km0.46km0kmABN100.13km0.13km199.2kmAN01

34、97.87km-0.7%199.2kmAC0200.21km0.5%199.2kmBN10199.19km0.0%199.2kmABN10197.84km-0.7%402kmAN0401.06km-0.2%402kmAC0406.76km1.2%402kmBN10410.57km2.1%402kmABN10408.50km1.6%北京電力科學研究院動模試驗數據測試結果電壓等級：500kV，山東電力科學研究院RTDS試驗數據測試結果電壓等級：500kV，線路長度：300km，正序電阻：0.0195/km，正序電抗：0.28/km，零序電阻：0.1828/km，零序電抗：0.86/km，正序電納：

35、4.26uS/km，零序電納：2.89uS/km。 實際故障距離故障相別過渡電阻故障測距結果測距誤差0kmAN00.03km0.03km0kmAC00.07km0.07km0kmBN500.11km0.11km0kmABN500.05km0.05km150kmAN0150.03km0.0%150kmAC0150.26km0.17%150kmBN50151.12km0.75%150kmABN50150.84km0.6%300kmAN0301.85km0.62%300kmAC0302.34km0.78%300kmBN50304.90km1.63%300kmABN50302.78km0.93%山東電

36、力科學研究院RTDS試驗數據測試結果電壓等級：500k實際錄波數據測試結果地點電壓等級線路長度故障相別實際故障距離測距結果測距誤差日照變220kV23.94kmBCN13.5km12.95km-0.55km日照電廠220kV23.94kmBCN10.44km10.78km0.34km辛店電廠220kV83.2kmAN58.5km57.9km-0.6km賈莊站220kV83.2kmAN24.7km25.6km0.9km實際錄波數據測試結果地點電壓線路故障實際故測距測距日照變224.5穩態數據的記錄、檢索與分析 離散方式記錄穩態數據功能是新型錄波裝置的突出特點，它所實現的超長時間不間斷地連續記錄所

37、有模擬量和開關量數據的功能，為大范圍、長過程、發展性的事故分析提供了可靠的數據來源和分析工具。但是，離散穩態記錄功能的增加對裝置的硬件設計和軟件設計是個嚴格的考驗，如何應對穩態記錄給裝置開發帶來的諸如存儲容量、通訊速度、存儲介質可靠性以及分析等方面的困難，一直是圍繞著整個開發過程的一個重點內容。 4.5穩態數據的記錄、檢索與分析 離散方式記錄穩態數4.5.1 存儲容量問題 離散的穩態記錄使裝置需要記錄的數據容量猛增，以一臺有80路模擬量和224路開關量（WDGL-VI型錄波器的最大配置）的錄波裝置為例，穩態采樣頻率為1.6kHz（可選800，1600，3200Hz），則一天需要存儲的數據大小為

38、：1600Hz （2bytes 80個模擬量通道 28bytes開關量數據） 3600秒 24小時 26G bytes 大量的數據存儲需要相對較長的存儲時間，解決數據存儲帶來的時間延遲問題是裝置穩態記錄首先考慮的問題。 解決方法： 緩沖機制提高存儲效率 壓縮機制減少寫盤時間與空間4.5.1 存儲容量問題 離散的穩態記錄使裝置需4.5.2 通訊速度 通訊速度問題，即DSP管理板和暫態、穩態存儲管理模塊之間的通訊速度，涉及到大量數據傳輸的“瓶頸”問題。裝置采用了基于總線的多CPU并行處理及雙口RAM技術，其通訊速度可以達到12M bytes/s，也就是說傳輸1秒鐘的穩態數據（大約300k byte

39、s）僅需約25ms的時間即可完成。 因此，系統設計有較高的冗余，為實現其它的功能，奠定了良好的基礎。4.5.2 通訊速度 通訊速度問題，即DSP4.5.3 存儲介質的可靠性 大量的數據讀寫，會嚴重地影響了存儲介質的使用壽命，普通硬盤的使用壽命和可靠性要遠遠低于筆記本電腦中使用的移動硬盤，因此裝置中采用了高可靠性的移動硬盤，它具有體積小、重量輕、功耗小、抗震耐用、使用壽命長等優點。 裝置中采用三級存儲，開始數據暫存基于SRAM的掉電保持RAM（其讀寫次數不限），然后轉存工業級電子盤，再轉存筆記本硬盤，或者通過網絡轉存到服務器。這樣保證最新的數據，既存于電子盤，又存于硬盤，提高數據安全性。4.5.

40、3 存儲介質的可靠性 大量的數據讀寫，4.5.4 穩態記錄的數據方式 正常采用設定的采樣頻率（800、1600、3200Hz）進行連續的記錄。當有關穩態設定的定值越限時候，則采用設定的暫態采樣頻率來記錄。同時，穩態數據帶有與GPS同步的精確時標，穩態數據調到主站后，可以從系統的角度進行相角差計算、在線潮流計算、在線狀態估計、在線參數辨識、在線靜態安全分析等，同樣可以利用這些數據進行系統穩定的預測和監測，為電力系統安全穩定運行提供數據來源。 4.5.4 穩態記錄的數據方式 正常采用設定的采樣4.5.5 穩態數據的檢索分析 WDGL-VI型錄波裝置能夠連續不間斷地對所有通道進行穩態記錄，分析軟件可

41、實現模擬量穩態分析、開關量穩態分析、功率穩態分析、頻率穩態分析、差動電流穩態分析等功能。在圖形界面上可以實現穩態時的阻抗圖分析、相量圖分析、序分量圖分析、差流分析，可以進行波形編輯、添加標注，可以進行打印預覽和打印，同時可以實現波形的矢量縮放、單獨縮放等功能。在穩態分析中通過嵌入暫態波形實現了穩態、動態和暫態數據的統一分析，體現了新一代錄波裝置在大范圍、長過程錄波數據分析上的突出特點。 穩態分析窗口的功能與故障分析窗口基本相同，這里只介紹穩態數據的打開和檢索方法。 4.5.5 穩態數據的檢索分析 WDGL-VI型錄穩態數據的檢索分析（續）有6種方式可以打開或檢索穩態數據：（1）從一覽表打開。在“錄波、自檢、事件”一覽表中選擇并直接打開對應的穩態數據文件。（2）單擊打開。單擊主界面上的 功能按鈕可進入穩態分析窗口，雙擊某記錄可打開對應的穩態數據文件。（3）直接打開穩態文件。（4）按檔案打開穩態數據。 （5）按時間范圍選擇打開穩態數據。 （6）穩態事件檢索。 穩態數據的檢索分析（續）有6種方式可以打開或檢索穩態數據：5. 在線分析功能5