便携式录波仪技术手册

这款便携式录波仪搭载先进DSP与32位嵌入式CPU，结合高性能VxWorks嵌入式实时操作系统开发，是适配电力系统各类场景的嵌入式电力故障录波分析装置，可广泛覆盖不同电压等级的线路、发电机-变压器组、变压器等设备的故障录波、状态记录与分析需求。

一、核心技术特点

采用单DSP架构完成信号采集与启动计算，单芯片即可接入32路模拟量、32路开关量，搭配新型电路结构与75000门大规模可编程逻辑器件，集成度高、抗干扰能力强，系统运行稳定。

搭载32位高速浮点DSP与16位A/D，采样速率10kHz可调，谐波分辨率≤99次，开关事件分辨率达0.1ms，测量精度表现优异。

基于VxWorks高性能实时嵌入式操作系统，系统可靠性高、实时响应能力强。

采用双存储冗余设计，录波数据同时存储在32位CPU和管理机中，大幅提升数据安全性。

创新采用全采样值A-B-C三段记录模式，摒弃传统低采样率的D、E段有效值记录，所有数据均可直接开展相量图分析与阻抗分析，数据可用性大幅提升。

支持长时间连续记录，以1kHz采样率持续采样，数据以7天为周期自动刷新，彻底摒弃传统一周波一个点的慢扫描记录模式。

支持不定长动态录波与故障测距，金属性短路场景下测距精度优于2%。

启动判据覆盖全面，各类短路、接地故障及异常工况下均可灵敏触发录波。

内置强大计算分析能力，可完成电压电流幅值、峰值、有效值、频率、有功无功功率、功角相角的精准测量，支持相量、序量与谐波全维度分析。

自带公式编辑器，可自定义生成各类电量及其导出量的波形图，动态展示参数随时间的变化轨迹，完整复现故障全过程。

支持接点脉冲对时、IRIG-B码对时、网络对时等多种对时方式，支持多方式组合与双向对时。

可完全脱离管理机独立运行，适配现场无配套上位机的作业场景。

录波数据格式自动转换，可直接导出COMTRADE 1999版或COMTRADE 1991版标准格式文件。

采用8层PCB、SMD装配与软件容错技术，抗干扰能力达到GB/T14598规定的严酷等级Ⅳ级标准。

二、遵循的行业标准

设备完全符合国内国际电力行业权威标准：DL/T873-2004《微机型发电机变压器组动态记录装置技术条件》、DL/T478-2001《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》、DL/T663-1999《220～500KV电力系统故障动态记录装置检验测试要求》、DL/T553-94《220～500KV电力系统故障动态记录技术准则》，同时满足IEC 60255-24:2001《电气继电器第24部分：电力系统暂态数据交换（COMTRADE）的通用格式》国际标准要求。

三、核心功能设计

1. 暂态录波功能

系统发生大扰动时自动启动录波，完整记录扰动前后电流、电压、直流量、开关状态的全变化过程，精准记录故障发生的年、月、日、时、分、秒、毫秒时间戳。

录波采用全采样值A-B-C三段模式：A段记录大扰动前状态，时长40ms~1000ms可调，采样频率支持10kHz、5kHz、2kHz、1kHz多档设置；B段记录大扰动后初期状态，时长400ms~10s可调，采样频率与A段保持一致；C段记录大扰动后中期状态，最长可设置600s，故障未消失可持续录波，采样频率固定为1kHz。

支持不定长动态录波：非振荡故障单次触发后按A→B→C顺序录波，录波过程中再次检测到启动信号，自动回到S点重新开始三段录波；同时满足“记录时长＞3s+所有启动量全部复归”两个条件时，自动终止录波。

2. 全类型启动量配置

所有接入信号均可自定义作为录波启动量，覆盖10类触发场景：相电压和零序电压突变量启动；正序电压过/欠限、负序和零序电压越限启动；频率越限启动；主变中性点电流越限启动；电流变差启动；相电流突变量启动；相电流、负序电流、零序电流越限启动；开关量变位启动；长期低电压、低频率启动；手动、远方远程启动。

3. 系统实时监测

支持多维度实时在线监测：

波形实时监测：同步展示接入的交直流电压电流波形、开关量状态，实时显示基波有效值与相角，支持一次值、二次值一键切换。

相量图实时监测：可任选1~8个交流量生成相量图，自定义设置基准参考相量，同步显示各相量的有效值与相角。

序量实时监测：任选三相电压或三相电流，实时输出正序、负序、零序的有效值与相角。

功率实时监测：选择对应三相电压电流回路，实时显示单相/三相有功、无功、视在功率，支持多分支功率求和统计。

谐波实时监测：实时展示选中通道的基波、二次、三次、五次谐波的有效值与相角。

4. 专业波形分析功能

配套CAAP2000分析软件，可完成全维度故障数据分析：

相量分析：支持1~8个交流量的相量显示，提供“旋转相量模式”和“参考相量模式”两种展示方式，可自由调整基准参考相量。

序量分析：任选三相电压或三相电流，直接生成正序、负序、零序相量图。

谐波分析：支持谐波含量表格展示、谐波含量随时间变化曲线两种模式，10kHz采样率下最高可完成99次谐波分析。

功率分析：精准计算各类序量下的有功、无功功率参数。

阻抗分析：提供接地阻抗、机端/变压器侧测量阻抗、相间测量阻抗三种分析模式，支持自定义直线特性、圆特性的阻抗分析边界，在阻抗平面上直观展示三相阻抗轨迹。

非周期分析：采用两周波数据窗最小二乘拟合算法，精准计算故障电流的非周期直流分量起始值与衰减时间常数。

直流量数字滤波：针对发电机励磁电压、励磁电流等直流信号，采用Hamming窗数字低通滤波算法，截止频率与滤波器长度可自定义设置，兼顾原始波形完整性与直流分量观测需求。

5. 完备通讯功能

搭载10M/100M自适应以太网接口，支持TCP/IP协议与IEC 870-5-103规约，可实时远程监视电压电流信号与系统频率，故障发生后自动远传录波数据与故障报告，支持远方整定定值、远程启动录波、功角相角远程测量、远程控制操作，以太网通讯速率可达10/100M，搭配GPS授时信号系统时间误差≤1μs，可直接输出符合COMTRADE 1991、COMTRADE 1999标准的录波文件。

6. 连续稳态记录功能

以1kHz采样率持续记录全量模拟量与开关量，全部采用采样值存储，标配存储容量下数据以7天为周期自动刷新，采用一分钟一个文件的存储方式，分析时可一次性打开最长15分钟的连续记录文件，完整覆盖长时间稳态工况的全流程监测需求。

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