錄波儀用戶手冊

便攜式錄波儀

用戶手冊

簡   介

便攜式錄波儀，是一款是基于工業便攜機結構，以高性能DSP、高精度ADC芯片、嵌入式操作系統為硬件、軟件架構，集數據采集、處理、傳輸、存儲、分析等功能為一體的便攜式裝置。

DSP采集芯片進行數據采集、計算，從而實現全數字模擬信號濾波，靈活多樣的采樣頻率從 10K/s、20K/s、50K/s、100K/s可以讓用戶選擇，可用于暫態電氣信號的波形錄制、分析。

采用先進工控內核，結合嵌入式操作系統，用戶可以很方便地進行數據存儲、備份、分析、輸出等操作。

便攜式錄波儀是一款集故障錄波、發電機特性試驗等功能于一體的智能儀器，以其體積小，功能強，適用范圍廣，配置靈活等諸多優點被廣大用戶所青睞，是一個電力工作者常備的實用工具，它將為電力工業生產及技術進步做出應有的貢獻。

主要功能包括：

1、故障錄波：可對接入設備中的工作參量進行監測并完成故障時的數據記錄及故障數據分析；

2、實時監測：裝置可實現模擬量、開關量實時監測顯示功能；

3、計算量：有功功率、無功功率、頻率、正序、負序、零序、矢量和（差）和相角等，并對所生成的計算量進行實時顯示；

4、發電機總啟動電氣試驗：可以完成發電機特性試驗，包括發電機空載試驗，發電機短路試驗，主勵空載、負載試驗等；勵磁試驗，包括零起升壓試驗、滅磁試驗、10%階躍試驗等；同期試驗；用戶要求的其它試驗。

本儀器可用于電力系統或其他行業的關鍵設備的在線監測；也可作為便攜式儀器，用于各種工業設備的故障的監錄、分析；或利用其數據處理計算能力，作為數據源，向其他系統提供實時數據。

目      錄 

一、儀器規格參數

二、通道技術規格

三、儀器結構

3.1.儀器示意圖

3.2.通道面板示意圖

3.3.信號接線

四、故障錄波監測程序

4.1.故障監測程序界面

4.2.故障記錄列表

4.3.模擬量總覽窗口

4.4.開關量總覽窗口

4.5.輸入口令/關閉授權

4.6.參量配置

4.7.手動啟動故障錄制

五、錄波數據分析程序

5.1數據分析程序界面

5.2工具條

5.3打印

六、監測與電氣試驗

6.1.試驗程序公共部分操作和說明

6.1.1參量配置、建立本次試驗用文件夾

6.1.2確定試驗項目、接線方案

6.1.3檢查試驗模板

6.1.4參量配置

6.1.5畫面顏色

6.1.6實時參量列表

6.1.7實時諧波分析

6.1.8實時矢量圖

6.2特性類試驗

6.3曲線類試驗和波形類試驗

6.4假同期試驗（同期表）

6.5發電機轉子交流阻抗類試驗

一、儀器規格參數

二、通道技術規格 

1、16路模擬通道特性

通道隔離耐壓1500VDC

A/D分辨率 ： 16位

有效值準確度：0.2%

模擬量采樣頻率：10K/s、20K/s、50K/s、100K/s可選

共有8個模擬信號處理模塊，每個模塊由2路模擬通道組成，通道配置如下：

交流電壓AC150V   3路      內阻 > 80kΩ

交流電流鉗AC10A  3路      內阻 < 0.1Ω

交流電流AC10A   2路       內阻 < 0.1Ω

交流電壓AC500V   3路      內阻 > 80kΩ

交流電流鉗AC100A  1路      內阻 < 0.1Ω

直流電壓DC±2000V  1路      內阻 > 1MΩ

直流電壓DC±32V   1路      內阻 > 15kΩ

直流電壓DC±100mV  1路      內阻 > 8kΩ

直流電流DC4-20mA  1路      內阻120Ω

2、16路開關量通道特性

開關量事件分辨率：0.1ms

標準配置:8路無源節點和8路有源節點（有源節點外部電壓：DC24V-220V）。

3、故障啟動方式

模擬量：突變、過量、欠量

開關量：變位（閉合、斷開）

三、儀器結構

3.1.儀器示意圖

3.2.通道面板示意圖

3.3.信號接線

  在接入被測信號時，應注意確認端子通道類型和量程；錯誤接線會損壞儀器。以下幾點應特別注意：

3.3.1交流電壓接線

  由于每路交流電壓通道均是各自獨立的，即通道內部沒有連線。接線時，應按被使用要求進行星型或三角形接線，即顯示相電壓或線電壓。

3.3.2毫伏量通道

  只能接入分流器輸出的毫伏電壓信號（0-75mV），如果接線錯誤，可能會導致該通道損壞。

四、故障錄波監測程序

  監測程序可以實時顯示模擬量及計算量有效值、開關量狀態、參數設置、故障記錄等。并將各種記錄文件保存到本地硬盤。

4.1.故障監測程序界面

  運行監測程序后在桌面上部的出現工具條。工具條可以固定在桌面，也可以自動隱藏。

狀態條包括以下信息：

  圖釘標志可以將監測程序固定在桌面上端或隱藏在頂端。

  未連接遠程機    

   監測程序正在與遠程機通訊。

故障記錄區狀態 ： 3個故障記錄區的狀態，錄波時循環記錄。

（黑）此記錄區當前空閑。  

（綠）此記錄區正在錄制故障記錄。  

（紅）此記錄區正在將錄制完成的記錄存儲到硬盤。  

時鐘：實時顯示本機時間。

4.2.故障記錄列表

  單擊“故障記錄”按鈕彈出“記錄列表”窗口錄了。

記錄列表

表示為未打開過此數據； 

表示為已打開過此數據； 

打開按鈕：使用數據分析程序打開列表中選中的故障文件

4.3.模擬量總覽窗口

4.4.開關量總覽窗口

4.5.輸入口令/關閉授權

  如果已經設置密碼，可以保護“功能菜單”下的各項設置，避免他人誤操作。

  如果沒有設置密碼，可以直接打開“功能菜單”。

4.6.參量配置

打開 功能菜單→參數設置。配置的參量包括有16路模擬通道、24路計算量、16路開關輸入量。用戶可以修改這些參量的設置。類型： 2種模擬通道類型（交流通道、直流通道）

名稱：最多18個漢字

代號：最多7個字符

單位：最多5個字符

額定值：不能為零

額定頻率：對于交流通道，輸入信號的額定頻率；直流通道頻率為0。

小數位數：顯示的小數位數。

變比一次：PT、CT、分流器的一次值

變比二次：PT、CT、分流器的二次值。

當不需要設置變比時，將”變比一次”、”變比二次”兩欄清空。

4.6.1.模擬量通道

  通道：模擬通道序號。單擊圖標切換模擬通道的運行、禁止。被關閉的通道不進行采樣、計算、顯示、記錄。

4.6.2.計算量

 設置要求：a、模擬通道和計算量的名稱和代號必須唯一。

        b、模擬參量額定值不能為零。

                                   計算量定義表

4.6.3.開關信號

序號：通道序號。單擊圖標切換模擬通道的運行、禁止。

名稱：最多20個漢字

代號：最多8個字符

接入邏輯：外接的開關輔助節點的類型：常開或常閉，當選擇“常閉”時，將實測的開關狀態取反。

4.6.4.故障啟動設置

  記錄格式：當儀器監測到接入參量的狀態滿足啟動判據時，即開始按用戶設定的記錄格式記錄模擬量波形、模擬量有效值、開關量狀態。為了減小故障記錄，模擬量波形可以采用分段記錄。記錄內容如下圖：

故障記錄的三種數據（模擬量波形、模擬量有效值、開關量狀態）采用不同的記錄格式（故障前、后記錄長度，對于波形還有第一段、第二段的長度和第二段記錄頻率）。

Fw1：波形第一段記錄頻率，與儀器當前采樣頻率一致。

Fw2：波形第二段記錄頻率，用戶設置。波形第二段為可選項。

Fe：有效值（含計算量）記錄頻率，固定為1點/20ms。

Fd：開關量記錄頻率，與儀器當前采樣頻率一致。

  本機能夠保存最大故障記錄數量取決于機器D盤空間大小，當D盤存儲空間記錄滿時會把最早的記錄覆蓋，覆蓋后不能找回，請定期及時備份重要數據。

4.6.5  模擬量故障啟動方式及含義

  運行中，儀器實時監測各個模擬量（含計算量）的變化，當模擬量設置了突變、過量、欠量中的某一個或者某幾個時，達到啟動值就會啟動故障錄波。如果不需要自動錄波，模擬量故障類型對應項值設為空，則不自動錄波。注意：不能設成零。設置表格中，每個模擬量對應有“突變啟動值”、“過量啟動值”、“欠量啟動值”3欄，如果3欄均為空，則禁止了該通道的該種啟動方式。3種方式的寫入值的含義如下：

  突變啟動值    

  假設某通道模擬量的“突變啟動值”一欄，寫入了值Hm。如上圖，如果模擬量有效值有一個大于等于Hm的階躍（正或負），儀器將啟動故障記錄，并把T0作為故障零點。其中階躍時間T必須小于等于60ms，即儀器不把緩變的模擬量有效值變化認作突變。

  過量啟動值

  假設某模擬量的“過量啟動值”一欄，寫入了值Vu。如上圖，如果模擬量有效值大于Vu，儀器立即啟動故障記錄，并把T0作為故障零點。

  欠量啟動值

  假設某模擬量的“欠量啟動值”一欄，寫入了值Vl。如上圖，如果模擬量有效值小于Vl，儀器立即啟動故障記錄，并把T0作為故障零點。

  注意：當儀器因某通道過量（欠量）而啟動故障數據錄制后，為避免該通道保持過量（欠量）狀態而持續啟動故障錄制，儀器鎖定該通道的過量（欠量）啟動，直到該通道退出過量（欠量）狀態。但是，處于鎖定狀態的通道，仍然可以以突變啟動故障數據錄制。

4.6.6  開關量故障啟動參數

   運行中，儀器實時監測開關量的狀態，如果“閉合啟動”、“斷開啟動”對應欄寫入“√”，則允許該通道的該種啟動方式，否則禁止。如果“閉合啟動”和“斷開啟動”同時勾選即為變位啟動。

4.7.手動啟動故障錄制

  當儀器不在故障記錄狀態時，用戶可以手動啟動一次故障記錄，分析當前模擬量的波形、相位等。

五、錄波數據分析程序

  打開數據分析程序（等同于從程序組中打開：開始→程序→PDM→數據分析）。詳盡的分析所記錄的故障文件，并且可以輸出打印。

數據分析程序可以顯示、分析、打印儀器內的故障記錄文件。

5.1  數據分析程序界面

數據分析程可以打開同時多個記錄數據文件。

數據窗口：每個數據文件占有一個子窗口。

同軸分軸顯示按鈕： 

同軸：模擬量波形、模擬量有效值在同一個X軸上顯示。開關量從坐標系的上方依次向下排列。

分軸：模擬量波形、模擬量有效值在縱向上依次分區顯示

參量列表：分成波形、有效值、開關量3頁，單擊參量名前的圖標可以在數據分析窗口中繪制/隱藏該參量。

統計窗口：分成波形、有效值、開關量3頁，顯示模擬量波形、模擬量有效值的名稱、代號、單位等，包括參量的最大值、最小值、光標所在點對應的數值。對于開關量，除名稱、代號外，顯示開關量動作系列的前5次，以及光標所在點的狀態。

改變曲線顏色：單擊參量名稱前的顏色方塊，會彈出顏色選擇菜單改變顏色。

光標信息：可以通過時間信息分析各相波形之間相位。

5.2工具條 

通用工具條

 打開文件對話框

 故障文件選擇對話框

 保存文件

 打印

 幫助

顯示工具條

 數據曲線X軸（時間軸）方向縮小

 數據曲線X軸（時間軸）方向放大

 數據曲線Y軸（幅值軸）方向縮小，僅對同軸顯示窗口有效。

 數據曲線Y軸（幅值軸）方向放大，僅對同軸顯示窗口有效。

 使Y軸（幅值軸）的零點居中，僅對同軸顯示窗口有效。

 同軸/分軸顯示方式切換

 按下時，顯示模擬量波形曲線，僅對同軸顯示窗口有效。

 按下時，顯示模擬量有效值曲線，僅對同軸顯示窗口有效。

 按下時，顯示開關量曲線，僅對同軸顯示窗口有效。

分析工具條

 矢量圖

 諧波分析

 故障數據屬性

 數據輸出：可輸出txt文件和Excel文件。

5.3打印

在數據分析程序：

5.3.1 當數據窗口處于同軸顯示時，打?。ɑ虼蛴☆A覽）指令將直接輸出當前窗口的內容，即所見即所得。

5.3.2 當數據窗口處于分軸顯示時，打?。ɑ虼蛴☆A覽）指令將出現分軸打印設置對話框，要求用戶選擇打印參量、比例、時間段等屬性，打印效果如下。如果數據曲線超過一頁，將分頁輸出。

       同軸曲線打印                              分軸曲線打印

   對于其它記錄文件，打印將輸出數據窗口的內容，以及文件名等信息。

六、監測與電氣試驗

“電氣試驗”程序，包含實時監測、發電機總啟動電氣試驗等功能。

可以完成發電機總啟動電氣試驗，例如發電機空載、短路、勵磁調節器特性、同期試驗、甩負荷試驗、轉子交流阻抗試驗等。

程序的曲線類試驗、波形類試驗功能用途廣泛，可滿足多種動態過程記錄要求。

程序也包含幾種實時監測功能，如實時值列表、諧波分析、矢量圖等。

實時監測功能包括：

  實時參量列表

  實時諧波分析

  實時矢量圖

電氣試驗功能包括：

  曲線類試驗

  波形類試驗

  特性類試驗

  同期試驗

  發電機轉子交流阻抗試驗

6.1.  試驗程序公共部分操作和說明

  進行電氣試驗前，可參考以下步驟做試驗準備：

6.1.1  參量配置、建立本次試驗用文件夾

  打開試驗程序中，選擇“菜單→設置→參量配置”， 加載試驗機組的配置文件，或手工設置相關參數，如額定值、變比等。為正確表示被測參量值（一次值），變比、額定值、單位、小數點需要正確設置，具體操作在4.6節中已講。

  在”機組名稱”處輸入機組名稱。在”安裝目錄→試驗數據”下新建一個本次試驗專用的文件夾，用于試驗中保存試驗文件。

6.1.2  確定試驗項目、接線方案

 根據現場試驗方案，確定要進行的試驗項目；進而統計出要接入儀器的參量。

6.1.3  檢查試驗模板

可模擬進入要做的試驗項目，檢查試驗模板是否需要調整。必要時，根據試驗要求創建新的模板。

特性類試驗是按照試驗模板內綁定的參量名稱、代號，在參量配置中查找對應參量的，如果當前參量名稱、代號與原有模板內綁定的名稱不符，則程序會給出參量不存在的提示。

而其它如同期試驗、進相試驗等，也需要檢查綁定的參量。

軟件安裝程序內置了常用的試驗模板。如果用戶修改了參量名稱、代號等，這些模板的參量應重新選擇。

6.1.4  參量配置

在試驗前，應根據試驗機組的參數正確配置參量的名稱、代號、額定值、變比等。此對話框中，也可以輸入機組名稱。如“**電廠**機組”。使用這一套參量配置進行的所有電氣試驗，其試驗數據文件的文件名都將包含此機組名。如：

**電廠**機組-零起升壓試驗

針對一個機組的參量配置，可以保存為參數文件（“另存…”按鈕），供以后加載（“加載..”按鈕）使用。

在試驗進行中，例如曲線類試驗正在錄制數據時，可以進行參量配置，但此時部分設置項被禁止，包括：

  打開→關閉通道

  增加→刪除計算量

  更改模擬通道屬性

  更改計算量類型、引用參量

6.1.5  畫面顏色

  曲線畫面的背景、坐標線灰度，可由用戶調節。由“菜單→查看→試驗畫面顏色”打開設置對話框

曲線畫面可保存為位圖文件，由”菜單→查看→試驗畫面輸出BMP文件”進入。

6.1.6  實時參量列表

通過“菜單→查看→常量總匯”或工具條按鈕打開參量列表窗口

  這個窗口中，顯示參量的實時有效值及開關狀態，每秒刷新一次。顯示刷新可以暫停。

  在設置對話框中，可以選擇窗口顯示的參量?？梢灾付ㄒ粋€文本文件，啟動自動記錄功能，程序按設定的記錄間隔周期地記錄參量值。無論是否啟動自動記錄功能，用戶都可以隨時記錄一點數。記錄總點數顯示在窗口上方。

6.1.7  實時諧波分析

通過“菜單→查看→實時諧波分析”或工具條按鈕打開諧波分析窗口

可以同時顯示3個交流量最高到20次諧波值。顯示參量可選擇。

諧波含有率用百分數表示?；ü潭?00%，而直流分量、高次諧波為該次諧波分量的方均根值與基波分量的方均根值之比。

實時諧波分析以連續兩個上升過零點界定一個基波周波，如果高次諧波含有率過高，使得一個基波周期內出現多個上升過零點，則程序不能正確地識別基波，此時的諧波分析功能失效了。對于這種信號，請使用“波形類試驗”錄制一段波形數據，再使用該試驗的諧波分析功能，手工界定基波進行諧波分析。

6.1.8  實時矢量圖

矢量圖需要選擇一個“基準參量”，其在圖上顯示的角度固定為零，其它參量的角度都是相對基準參量的。

6.2  特性類試驗

    發電機短路試驗需要的參量：發電機定子電流Ia、Ib、Ic；發電機轉子電壓；發電機轉子電流；

    發電機短路試驗需要的參量：發電機定子電壓Ua、Ub、Uc；發電機轉子電壓；發電機轉子電流；

6.2.1 運行試驗程序→電氣試驗→特性類試驗→發電機短路試驗（這里以短路試驗為例，發電機空載試驗過程相同）→編輯→設置參數

6.2.2  點開始，進入做短路試驗過程：

6.2.3  下圖為模擬的上升曲線，在做試驗過程中如果需要記錄穩定點可以點穩定點，在勵磁加到最大時需要點最高點，進入下降階段

6.2.4  當勵磁減小到最小時，短路試驗完成，點結束

6.2.5  保存試驗結果：

                                                           原始曲線

                                                       擬合曲線

6.2.6  數據分析

  試驗結束后，打開數據列表對話框，表格中記錄了參量數據，包括全部試驗數據、穩態點數據、按自動捕捉表格記錄的數據。數據列表可以輸出為EXECL表格或文本文件。

  坐標系中有一個游標，在用鼠標拖動時，參量值顯示窗口顯示游標所在點的上升、下降、平均曲線的值。

  點擊“坐標設置”按鈕，可以調整坐標系設置。

6.2.7  短路比計算

  使用發電機空載、發電機短路試驗數據，程序可以做短路比計算。

  選擇”菜單→電氣試驗→短路比”，按提示選擇空載、短路試驗數據文件。

  計算窗口給出了機組的短路比、Xd值。此項功能要求發電機空載數據達到機端電壓的1.0倍以上。

6.3  曲線類試驗和波形類試驗

  勵磁類用波形類試驗或曲線類試驗都可以，參數選擇和試驗步驟基本是一樣的，區別是波形類試驗最長記錄60秒，曲線類試驗最長記錄600秒。

  大部分勵磁類試驗只用到以下參量（例：零起升壓試驗、滅磁試驗、通道切換試驗、PT斷線試驗、V/Hz曲線試驗、勵磁調節器、甩負荷、PSS等）：發電機定子電壓Ua、Ub、Uc；發電機轉子電壓；發電機轉子電流；

6.3.1  以波形類零起升壓試驗為例，運行試驗程序→電氣試驗→波形類試驗→選擇參數

6.3.2  點擊開始按鈕開始試驗，當我們需要的波形處于試驗圖中間位置時點擊結束，然后保存試驗。如果所需試驗波形超出了試驗的設置時間就無法保存正確試驗數據，這時需要重新重復一遍試驗。

6.3.3  計算參數

  打開試驗文件，不同試驗類型的計算參量不同，然后根據計算參量的提示操作。

6.4  假同期試驗（同期表）

6.4.1  運行試驗程序→電氣試驗→同期試驗

6.4.2  選擇試驗參量

6.4.3 點擊開始進行假同期試驗，當主開關動作時同期表自動停止，點擊結束按鈕，保存試驗數據

假同期注意事項：

  同期試驗用于記錄并網時刻Uj,Us’的相角差；試驗中，通常需要用Us折算Uj’，所以，必須獲得正確的主變升壓比、轉角差。在“電氣試驗”（Trial.exe）的同期試驗模板中，有“主變升壓比”、“主變轉角補償”，是必須正確設置的參數；其定義如下：

  主變升壓比   =  Uj額定值 / Us額定值

  主變轉角補償 =  Uj’與Us的夾角（°），Uj’超前取負號，滯后取正號。

  如果Us取自專用的同期電壓，該電壓與Uj’同相，主變轉角補償為0，這是最簡單的情況。

  一般而言，用戶可以選擇顯示Uj,Us的一次或二次值；建議采用二次值，以簡化設置。

 同期角差：

同期壓差是指Uj、Uj’的角差，生成此參量，需在計算量中增加一項：

 同期壓差：

同期壓差是指Uj、Uj’的矢量差，生成此參量，需在計算量中增加一項：

   所有不同試驗類型可以同時進行。例如：同期試驗可以同時打開同時試驗和波形類試驗。其中同期試驗如上設置和開始。波形類同期試驗選擇參量：系統電壓，同期電壓，主開關合閘節點（無源節點），同期裝置信號，派生量選擇參量：同期壓差，同期角差。操作如曲線類試驗。

6.5  發電機轉子交流阻抗類試驗

發電機轉子交流阻抗試驗需要使用交流阻抗電壓通道(AC500V)、交流阻抗電流通道（AC100A電流鉗），這兩個通道不是標準配置，如果用戶需要這一試驗功能，需要在訂貨時聲明?；谧杩闺妷?、阻抗電流，儀器配置了有交流阻抗有功功率、交流阻抗無功功率、交流阻抗三個計算量。

6.5.1  運行試驗程序→電氣試驗→發電機轉子交流阻抗試驗→選擇參數→設置新階段（即當前轉速）→開始，在試驗升壓過程中可以自動記錄數據或者手動記錄數據。

試驗方式：手動記錄數據點和自動捕捉數據點兩種。

手動記錄：在手動記錄試驗模板中，手動控制記錄采樣點；自動方式時無效。

自動捕捉依據：在基準參量中選擇自動捕捉數據的參量

參量選擇：按實際接線選擇交流電壓、電流通道，以及有功、無功、交流阻抗

按步長等距取值：輸入步長、點數，在基準參量上升過程中，程序自動錄制數據點

按表格取值：在基準參量上升過程中，按表格數值捕捉、錄制數據點

6.5.2  試驗結束后，保存試驗數據或者導出數據進行分析

輸出Excel文件：試驗結束后將數據表格轉換為Excel表格。

輸出文本文件：試驗結束后將數據表格轉換為*.TXT文件。