電力建設(shè)新產(chǎn)品“電量波形記錄儀”快速高精度的測試能力

在電網(wǎng)架構(gòu)與能源利用領(lǐng)域，南方電網(wǎng)廣東廣州供電局重點推進關(guān)鍵項目落地。建成中通道柔直背靠背換流站，第1次引入柔性直流構(gòu)建高密度負荷中心500千伏主網(wǎng)架，顯著提升電網(wǎng)輸電能力與穩(wěn)定性；打造廣州南沙“多位一體"微能源網(wǎng)，集成“風光巖物氣儲荷"等多個異質(zhì)元素，實現(xiàn)多能源協(xié)同互補，為區(qū)域能源轉(zhuǎn)型提供實踐樣本。

運用數(shù)字化、智能化技術(shù)賦能供電保障提質(zhì)增效。建成國家的級別“5G+數(shù)字電網(wǎng)"應(yīng)用示范區(qū)，大規(guī)模應(yīng)用5G+通信技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)全覆蓋，運用5G電力虛擬專網(wǎng)“大帶寬、低時延、高安全"的技術(shù)特性，為廣州新型電力系統(tǒng)多能互補和協(xié)調(diào)控制提供了有力的通信支撐，提高能源的利用率，保障了在惡劣情況下廣州全社會的用電需求；以“AI+"與“電鴻"賦能“物聯(lián)+視聯(lián)+智聯(lián)+智瞰"的數(shù)智運維體系升級，推動輸變配開展全域智能運維改造，打造全網(wǎng)數(shù)字生產(chǎn)示范區(qū)，以新質(zhì)生產(chǎn)力驅(qū)動傳統(tǒng)業(yè)務(wù)遠程化、智能化運維模式變革，實現(xiàn)全要素生產(chǎn)效能提升。

第1章 引言（LYLB6000電力建設(shè)新產(chǎn)品“電量波形記錄儀"快速高精度的測試能力）

1.1 簡介

針對電力系統(tǒng)應(yīng)用而開發(fā)的瞬態(tài)信號記錄儀器，儀器內(nèi)部軟件預(yù)置了針對發(fā)電機調(diào)試的試驗?zāi)０澹褂脩艨梢酝ㄟ^記錄儀很方便的完成發(fā)電機短路特性試驗，空載特性試驗，勵磁系統(tǒng)擾動試驗，勵磁系統(tǒng)10%階越試驗，滅磁常數(shù)測量，自準同期裝置校驗，機組甩負荷記錄等試驗。

具有豐富的軟件組件使用戶可以通過軟件組件，進行圖形分析，組合運算，有效值計算，交流功率計算，三相對稱性分析，頻譜分析，諧波分析，曲線相關(guān)性分析，圖形編輯和相量圖繪制等操作。試驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果可以生成WORD/EXCEL形式試驗報告，也可以通過軟件生成JPG圖片導出，以方便用戶對試驗結(jié)果進行深入的分析和處理。

具有12路模擬量輸入，12路有源開關(guān)量輸入和3路開出量信號，*高采樣頻率可達100KHZ，基本可以滿足電力系統(tǒng)各種試驗的瞬態(tài)信號記錄要求。并且所有的模擬通道之間均相互隔離，以避免試驗中不同電位點的連接問題導致被測系統(tǒng)發(fā)生故障。

1.2特性和技術(shù)參數(shù)（LYLB6000電力建設(shè)新產(chǎn)品“電量波形記錄儀"快速高精度的測試能力）

1.2.1 軟件功能與特點

具有功能強大的軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的功能主要包括數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)壓縮存儲，波形分析與統(tǒng)計，圖形繪制工具，頻譜分析工具，波形組合運算工具，諧波分析，有效值計算，功率計算，三相對稱性分析，相量圖工具等。其特性可概括如下：

1 實時繪制試驗曲線，并且提供多種曲線分析工具，使用戶可以對曲線進行任意縮放和定位操作

2 可以對當前示波器中的圖形進行編輯，包括自由標識，顏色變換等，以方便試驗報告的制作

3 提供了頻譜分析工具使用戶可以方便的獲取信號的頻譜圖形

4 可以任意的選擇信號作為X軸,Y軸繪制信號的關(guān)系曲線

5 提供了諧波分析工具，可以對采集的信號進行諧波分析，*高諧波次數(shù)為1024次

6 組合運算工具使用戶可以對所采集的信號進行加，減，乘，除和積分等運算

7 計算選定通道信號的有效值，功率

8 對選定的三相信號進行功率和對稱性分析

9 繪制選定信號的相量圖

10通過軟件選擇通道信號類型：直流瞬時值或者交流有效值

11 內(nèi)置了發(fā)電機三相短路特性曲線，空載特性曲線，勵磁系統(tǒng)擾動試驗，滅磁時間常數(shù)，頻率電壓特性，甩負荷試驗，自準同期試驗的標準試驗?zāi)０澹浖詣佑嬎阍囼灲Y(jié)果參數(shù)。

12 能夠自動生成WORD試驗報告，Excel試驗報告

13 試驗報告對曲線進行自動標識，使試驗報告制作實現(xiàn)全部自動化

14 所有采樣通道的名稱和單位都可以重新定義

15 各種試驗的試驗環(huán)境設(shè)置和儀器設(shè)置自動保存

16 自動計算各種試驗?zāi)０宓脑囼瀰?shù)

17 簡單方便的通道濾定方式

18 使用U盤或移動硬盤等存儲設(shè)備方便的導出試驗數(shù)據(jù)

19 Windows XPE操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)自我保護與恢復，防止病毒攻入與侵蝕

20 采用防抖動處理，避免用戶錯誤操作

1.2.2 硬件特點（LYLB6000電力建設(shè)新產(chǎn)品“電量波形記錄儀"快速高精度的測試能力）

硬件系統(tǒng)特性和技術(shù)參數(shù)如下：

1 12路低電壓／電流模擬量采集，電壓輸入范圍-10V~10V，-200V~200V，-400V~400V，電流輸入范圍-20mA~20mA，1路模擬量-100mV~100mV輸入通道（100mv通道*大允許輸入電壓<10V）

2 電壓通道輸入范圍，電壓或電流信號類型選擇，通過軟件選擇

3 信號采集偏差：       -400V~400V          偏差<0.5V

-200V~200V          偏差<0.2V

-10V~10V             偏差<0.01V

-20mA～20mA      偏差<0.02mA

-100mV~100mV   偏差<0.2mV        

頻率測量30-170Hz 偏差<0.1Hz

4 12路有源節(jié)點開關(guān)量測量通道，開關(guān)量信號范圍DC12-220V

5 3路開關(guān)量輸出通道，開出量*大開斷能力AC220V/1A

6 分體式機箱結(jié)構(gòu)，操作終端使用戶可以更方便控制試驗和分析數(shù)據(jù)

7 2個USB口用于數(shù)據(jù)下載或鍵盤/鼠標輸入

8 12.1寸大彩屏顯示，觸摸屏方式實現(xiàn)人機交互

9 自帶8G數(shù)據(jù)存儲空間

10 采樣通道輸入阻抗

-10V~10V電壓檔位            輸入阻抗820k歐

-200V~200V電壓檔位         輸入阻抗820K歐

-400V~400V電壓檔位         輸入阻抗820K歐

-20mA~20mA電流檔位       輸入阻抗50歐

-100mV~100mV電壓檔位  輸入阻抗 >10M

第2章 組成（LYLB6000電力建設(shè)新產(chǎn)品“電量波形記錄儀"快速高精度的測試能力）

2.1硬件組成

圖2 儀器面板

實物如圖1所示。儀器面板的詳細結(jié)構(gòu)如圖2所示，面板上的區(qū)域功能如下。

1）區(qū)域1是試驗接線區(qū)，所有的試驗接線都在該區(qū)域完成，對應(yīng)的通道一次為:

第1組模擬量通道 CH1 對應(yīng)U1,COM1,I1

第2組模擬量通道 CH2 對應(yīng)U2,COM2,I2

第3組模擬量通道 CH3 對應(yīng)U3,COM3,I3

第4組模擬量通道 CH4 對應(yīng)U4,COM4,I4

第5組模擬量通道 CH5 對應(yīng)U5,COM5,I5

第6組模擬量通道 CH6 對應(yīng)U6,COM6,I6

第7組模擬量通道 CH7 對應(yīng)U7,COM7,I7

第8組模擬量通道 CH8 對應(yīng)U8,COM8,I8

第9組模擬量通道 CH9 對應(yīng)U9,COM9,I9

第10組模擬量通道 CH10 對應(yīng)U10,COM10,I10

第11組模擬量通道 CH11 對應(yīng)U11,COM11,I11

第12組模擬量通道 CH12 對應(yīng)U12,COM12,I12

2）區(qū)域2是電流通道保險，每個電流通道都裝有0.2A的保險管

3）面板的右邊是12.1寸觸摸顯示屏，可以通過觸摸屏完成對儀器的所有控制。

4）右下方展示了儀器的面板鍵盤，接盤結(jié)構(gòu)如圖3所示，詳細的按鍵功能如下。

1>   0~9數(shù)字輸入按鍵

2> “." 小數(shù)點輸入按鍵

3>   ∧向上方向鍵，∨向下方向鍵

4>  < 退格，刪除鍵

5> ESC 退出按鍵

6> OK 回車，確定鍵

圖3 按鍵

2.2軟件組成

2.2.1 試驗選擇主程序

圖4 試驗選擇主界面

軟件系統(tǒng)由試驗選擇主程序和試驗程序兩大部分組成，儀器的試驗選擇主界面如圖4所示，試驗選擇主界面的功能包括：

1.試驗程序切換

2.儀器基本設(shè)置

3.儀器使用幫助說明

4.儀器軟件升級接口

5.系統(tǒng)時間設(shè)置

2.2.2 試驗程序

軟件系統(tǒng)*大的一部分是試驗程序，其基本功能包括：

1.試驗環(huán)境設(shè)置試驗數(shù)據(jù)采集

2.試驗數(shù)據(jù)分析

3.試驗結(jié)果展示

4.試驗報告生成

5.試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果的存儲，導出

6.歷史數(shù)據(jù)瀏覽

7.試驗報告二次加工

典型的試驗程序界面如圖5所示，儀器的絕大部分試驗程序都遵循同樣的流程和規(guī)律，儀器試驗的基本時序流程如下：

1.試驗環(huán)境設(shè)置，包括采樣頻率，試驗總時間，試驗參數(shù)設(shè)置，波形展示方式，通道類型設(shè)置和通道率定參數(shù)設(shè)置等

2.進入等待試驗界面，用戶設(shè)置試驗的示波器參數(shù)（包括通道名稱，單位，數(shù)據(jù)范圍，是否顯示等），進行通道率定（設(shè)置儀器采集信號和實際物理量的對應(yīng)關(guān)系）

圖5 軟件工作界面

注意：只有在以下兩種狀態(tài)對示波器的參數(shù)進行設(shè)置，設(shè)置結(jié)果才會被保存在試驗?zāi)０澹?/p>

一 處于“等待試驗"狀態(tài)，對示波參數(shù)的進行設(shè)置，并且重新啟動軟件設(shè)置參數(shù)才會被保存到試驗?zāi)０澹麓螁榆浖r儀器將會以新的模板作為默認參數(shù)。

二 在其他狀態(tài)設(shè)置參數(shù)，并且選擇了應(yīng)用至模板，重新啟動軟件設(shè)置參數(shù)才會被保存到試驗?zāi)０澹麓螁榆浖r儀器將會以新的模板作為默認參數(shù)。

1.試驗數(shù)據(jù)采集。在“等待試驗"狀態(tài)或“查看數(shù)據(jù)"狀態(tài)，點擊儀器軟件右下角的開始試驗按鈕，儀器開始數(shù)據(jù)采集。當儀器處于試驗數(shù)據(jù)采集狀態(tài)時，儀器實時展示各通道實際采集的數(shù)據(jù)和圖形。

2.試驗結(jié)果查看，當試驗達到停止條件或用戶選擇了停止試驗時，儀器終止數(shù)據(jù)采集，提示用戶保存試驗，并依據(jù)相關(guān)標準自動計算試驗結(jié)果參數(shù)，并在試驗結(jié)果展示界面顯示計算所得各項數(shù)據(jù)和圖形。

3.試驗報告生成，當試驗正常完成后，用戶選擇生成試驗報告，儀器自動生成WORD或EXCEL形式的試驗報告，試驗報告和試驗數(shù)據(jù)都可以通過U盤導出。

所有的試驗?zāi)０宥甲裱@樣的基本操作時序。

注意：

1>生成試驗報告時，報告中的實時數(shù)據(jù)圖形為當前示波器時間窗口所展示圖形，用戶可以通過調(diào)整當前窗口波形，從而獲得比較理想的報告波形，示波器窗口一次展示的數(shù)據(jù)*大不超過120000個數(shù)據(jù)時間點

2>生成EXCEL波形時，報告中的數(shù)據(jù)也是當前時間窗口所展示圖形，用戶可以通過調(diào)整當前窗口波形，從而改變導出數(shù)據(jù)的時間窗口，一次導出的EXCEL數(shù)據(jù)時間點*大不超過120000個

2.2.3 數(shù)據(jù)分析程序

內(nèi)置的數(shù)據(jù)分析軟件主要包括：波形展示和分析工具，組合運算工具，交叉圖形工具，頻譜分析工具，諧波分析工具，有效值計算工具，交流功率計算工具，三相對稱性分析工具和相量圖繪制工具

示波器組件負責完成數(shù)據(jù)采集過程中的波形實時展示，數(shù)據(jù)分析中的波形放大，縮小，定位，參數(shù)統(tǒng)計等，以及整個試驗?zāi)０宓耐ǖ勒故久Q，單位，時間窗口范圍，通道坐標范圍，是否隱藏通道，當前展示坐標軸等。

組合運算工具為用戶提供通道數(shù)據(jù)運算功能，當數(shù)據(jù)采集完成后，用戶可以使用該工具對當前示波器時間窗口中的圖形進行加，減，乘，除和積分等運算，運算結(jié)果還是以示波器形式展現(xiàn)，用戶可以選擇生成該曲線的圖片或?qū)С鲈撉€的EXCEL數(shù)據(jù)等將運算結(jié)果保存。

交叉圖形工具中為用戶提供曲線相關(guān)性分析功能，用戶可以對當前示波器時間窗口中的任意兩條波形制作相關(guān)性曲線，還可以選擇生成該曲線的圖片或?qū)С鲈撉€的EXCEL數(shù)據(jù)等將相關(guān)性曲線數(shù)據(jù)保存。

頻譜分析工具提供信號的傅立葉頻譜變換功能，用戶可以對當前示波器時間窗口中的任意一段曲線進行頻譜變換，以獲取該信號的頻譜圖形，然后通過生成圖形或者EXCEL文檔形式將數(shù)據(jù)保存。

用戶通過有效值計算工具可以對當前示波器時間窗口中的特定信號進行有效值計算，以獲取信號的交流有效值。

用戶通過交流功率計算工具可以對當前示波器時間窗口中的某2個特定信號進行功率計算，計算的指標包括有功功率，無功功率，視在功率，有效值，功率因素等。

三相分析工具是以當前示波器時間窗口中的指定的6個信號為A/B/C三相的電壓和電流，計算每個信號的有效值，每一相的有功功率，無功功率，視在功率，功率因素以及三相電壓和電流的零序分量，正序分量，負序分量，并繪制各個信號，分量的相量圖。

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深圳通過數(shù)字技術(shù)與電網(wǎng)“輸變配調(diào)用"全鏈條持續(xù)融合，為經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展提供高水平的電力保障服務(wù)，支撐全球數(shù)字能源先鋒城市和數(shù)字孿生先鋒城市建設(shè)。先在國內(nèi)實現(xiàn)全電壓等級的調(diào)度操作“一控到底"，運行人員現(xiàn)場操作節(jié)約用時98.2%；完成5300公里輸電線路、870公里輸電管廊、189基電纜終端塔、38座電纜終端站三維數(shù)字化建模，輸電線路巡視、隱患排查全流程數(shù)字化；建設(shè)基于IPV6的高速智能專網(wǎng)，全域變電站設(shè)備狀態(tài)實時感知；打造國內(nèi)第1個超大城市電網(wǎng)全電壓等級自愈體系，八成的故障停電用戶實現(xiàn)快速復電，數(shù)智化程度國內(nèi)很高、優(yōu)良。

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