
Краткое описание продукта Устройство для записи сигналов электрических сбоев – это специализированное оборудование для мониторинга и фиксации данных в электроэнергетической системе, разработанное в соответствии с отраслевыми стандартами GB/T 7261 и DL/T 860 (IEC 61850). Оно широко исполь...
Устройство для записи сигналов электрических сбоев — это специализированное оборудование для мониторинга и фиксации данных в электроэнергетической системе, разработанное в соответствии с отраслевыми стандартами GB/T 7261 и DL/T 860 (IEC 61850). Оно широко используется на подстанциях всех уровней напряжения, в электростанциях, а также в распределительных сетях промышленных и горнодобывающих предприятий. Устройство оснащено встраиваемой высокопроизводительной аппаратной платформой и модульной программной архитектурой, поддерживает двойной режим сбора данных — традиционный аналоговый метод и сетевой сбор данных через интеллектуальные подстанции по протоколам SV и GOOSE, обеспечивая круглосуточный реальный контроль параметров работы электроэнергетической системы: напряжения, тока, частоты и дискретных сигналов.
При возникновении в электросистеме неисправностей или помех — таких как короткое замыкание, заземление, колебания, перенапряжение или отклонения частоты — устройство автоматически запускает запись сигналов, полностью фиксируя данные формы сигнала и информацию о действиях оборудования на всех этапах: до, во время и после неисправности. Устройство обладает функциями локального хранения данных, удалённой передачи, автоматического анализа неисправностей и воспроизведения сигналов, обеспечивая точную и полную информационную поддержку для установления источника неисправностей, проверки действий защитных систем, анализа состояния системы и выявления недостатков оборудования. Это ключовое мониторинговое устройство, обеспечивающее безопасную и стабильную работу электросистемы и повышающее эффективность устранения аварийных ситуаций в сети.
1. Функция высокоточной сбора данных в реальном времени
Устройство оснащено 16-битным высокоточным АЦП (аналогово-цифровым преобразователем), поддерживает многоканальную синхронную сборку данных; аналоговые и дискретные сигналы не влияют друг на друга, обеспечивая высокую точность и отличную синхронизацию. Возможна гибкая настройка частоты дискретизации: в обычных условиях — 96 точек в секунду, при аварийных транзиторных состояниях — до 100 кГц, что позволяет полностью фиксировать детали высокочастотных транзиторных сбоев, таких как перенапряжение от молнии или мгновенные короткие замыкания, без искажений формы сигнала и потерь данных. Устройство совместимо со тремя режимами сбора данных: традиционной системой с использованием кабельного сигнала, сетью SV для интеллектуальных подстанций, точка–точка и совместной сетью SV+GOOSE, что обеспечивает адаптацию к всем сценариям применения как в стандартных, так и в интеллектуальных подстанциях.
2. Функция записи сигнала с интеллектуальным активированием при нескольких условиях
Система оснащена полным набором критериев аварийного запуска и поддерживает множество условий активации: резкие изменения напряжения и тока, перенапряжение, недовольное напряжение, перегрузку током, превышение пределов нулевого порядка, выход из диапазона частоты, смену состояния сигнальных переменных, системные колебания и другие. Все пороговые значения можно гибко настраивать как локально, так и удалённо. Применяется двойная система хранения данных — непрерывный запись в устойчивом состоянии и запись при возникновении неисправности: в нормальных условиях систематически фиксируются данные в устойчивом состоянии, а в момент возникновения неисправности автоматически сохраняется полный ход событий; длительность записи сигнала неисправности может быть задана пользователем, что позволяет полностью сохранить данные за весь цикл — до, во время и после неисправности. Также предусмотрены функции оповещения об аномалиях сообщений SV и GOOSE и непрерывной записи аномальных сообщений, что обеспечивает точный мониторинг аномалий вторичной сети.
3. Функции интеллектуального анализа неисправностей и измерения расстояний
Встроен алгоритм профессионального анализа электрических неисправностей, который автоматически распознаёт типичные виды сбоев — короткое замыкание, заземление, разрыв провода, системные колебания и падение напряжения, а также вычисляет ключевые параметры: момент возникновения неисправности, ток неисправности, напряжение неисправности и импеданс. Встроена функция определения местоположения неисправностей на линиях передачи, обеспечивающая точное локализование точек неисправностей; точность измерения соответствует требованиям эксплуатации и технического обслуживания в электроэнергетике и значительно снижает сложность ручного устранения неисправностей. Поддерживаются функции детального анализа: воспроизведение сигнальных форм в реальном времени, масштабирование данных, пометка параметров и анализ гармоник — всё это отвечает потребностям профессиональной эксплуатации, настройки и ремонта.
4. Устойчивая и надежная функция хранения и передачи данных
Устройство оснащено высокопроизводительным промышленным твердотельным диском, обеспечивающим долгосрочное хранение больших объёмов данных записей сигналов: информация сохраняется даже при отключении питания и может храниться в течение нескольких лет — как данных о работе электросети, так и данных о неисправностях. Устройство поддерживает различные коммуникационные протоколы и совместимо со стандартами общепринятой электроэнергетической связи DL/T 860, IEC 60870-5-103/104. Через Ethernet или серийный порт можно выполнять локальную настройку, удалённую передачу данных, конфигурацию параметров, обновление программного обеспечения, а также осуществлять удалённый технический обслуживание. Поддерживается одновременный доступ с несколькими устройствами и обмен данными между ними.
5. Высокая совместимость и устойчивость к помехам
Устройство оснащено модульным дизайном промышленного класса: его аппаратная структура компактна, высокая совместимость, поддерживается способ монтажа с предварительной подключением кабелей и отображением сигналов на экране; устройство совместимо со стандартными шкафами, предварительно изготовленными модулями и другими типами мест установки, обеспечивает гибкую масштабируемость — количество каналов сбора данных можно увеличивать или уменьшать в зависимости от потребностей на месте. Устройство прошло строгие испытания по электромагнитной совместимости, обладает высокой устойчивостью к электромагнитным помехам, ударным разрядам и вибрациям, идеально подходит для использования в сложных промышленных условиях — например, в подстанциях и электростанциях, где преобладают сильные электромагнитные помехи и чередуются высокие и низкие температуры; работает стабильно и надежно при низкой частоте отказов.
6. Визуализация взаимодействия человека с системой и функции оповещения
Дизайн интерфейса Windows позволяет в реальном времени отслеживать на локальном уровне параметры работы системы — такие как формы сигнала, состояние каналов, записи о неисправностях и характеристики устройств; интерфейс управления простой и интуитивно понятный. Система оснащена функцией автоматического оповещения об сбоях: при возникновении системных проблем, сетевых аномалий или неисправностей устройств на экране появляется всплывающее окно с уведомлением, а также звуковые и световые сигналы; одновременно информация о сбоях передаётся в центральную систему мониторинга, что позволяет персоналу операций оперативно выявлять и устранять неисправности оборудования и электросети.
1. Сбор показателей производительности
Каналы сбора аналоговых данных: каналы напряжения и тока могут быть гибко настроены; стандартно предусмотрено несколько аналоговых каналов с поддержкой расширения.
Канал сбора аналоговых сигналов: стандартно предусмотрено несколько пассивных входов для аналоговых сигналов; поддерживается сбор данных от автоматических выключателей, изолирующих выключателей и контактов защитных устройств.
Точность модульного преобразования: 16-битный АЦП; точность дискретизации ≤ ±0,2 % FS;
Частота отбора данных: стандартный режим — 4800 Гц (96 точек на одну циклическую волну); максимальная частота отбора при транзиторных процессах — 100 кГц.
Точность синхронизации: погрешность многоканального синхронного сбора данных ≤ 1 мкс; поддерживается точное согласование времени по стандарту IEEE 1588; точность согласования времени по всей сети ≤ 1 мс.
2. Индикаторы запуска и записи сигналов
Способы запуска: резкий скачок напряжения, резкий скачок тока, перенапряжение, недовольное напряжение, перегрузка током, превышение пределов нулевого порядка, превышение частотного диапазона, изменение состояния сигнала переключения, ручной запуск, удаленный запуск.
Продолжительность записи сигнала: до возникновения неисправности — регулируется в диапазоне от 0 до 10 секунд; во время и после неисправности — от 0 до 60 секунд; поддерживается пользовательский период записи.
Чувствительность запуска: различные пороговые значения запуска регулируются непрерывно, что позволяет точно обнаруживать незначительные возмущения и мгновенные отказы;
Режим записи: интегрированная система трёх компонентов — запись в режиме стационарного цикла, запись при блокировке из-за неисправности и запись аномалий сообщений.
3. Показатели хранения данных и связи
Среда хранения: промышленный SSD с стандартным высоким объёмом памяти, поддерживающий хранение больших объёмов данных записей сигналов.
Сохранение данных: сохраняются после отключения питания; срок хранения данных составляет не менее 5 лет; поддерживается локальное экспортирование и массовое резервное копирование.
Коммуникационные интерфейсы: гигабитный Ethernet-порт, последовательные порты RS485/RS232; поддерживается одновременная работа нескольких интерфейсов.
Коммуникационный протокол: совместим с такими стандартными протоколами в области электроэнергетики, как DL/T 860 (IEC 61850), IEC 103/104 и
Скорость передачи данных: скорость Ethernet адаптируется в режимах 10 Мб/с, 100 Мб/с и 1000 Мб/с; загрузка данных осуществляется в реальном времени без задержек.
4. Экологические и электрические характеристики
Источник питания для работы: совместим с напряжениями DC 220 В и 110 В, а также AC 220 В; допустимые колебания напряжения — ±20 %.
Рабочая температура: от -20 °C до +60 °C;
Температура хранения: от -40 °C до +85 °C;
Относительная влажность: 5 %–95 % (без конденсата);
Изоляционные характеристики: изоляционное сопротивление контура относительно земли не менее 100 МΩ; прочность на напряжение соответствует стандартам электрического оборудования.
Электромагнитная совместимость: прошла испытания на устойчивость к помехам по четырём категориям EMC — электростатическое разряжение, радиочастотное излучение, быстрые электрические переходные состояния и перенапряжения.
5. Общие показатели производительности
Общий энергопотребление устройства: при нормальной работе ≤ 30 Вт — устройство выполнено по принципу низкого энергопотребления.
Среднее время без отказов (MTBF) ≥ 50 000 ч; оборудование работает стабильно и надежно.
Точность определения расстояния: погрешность определения местоположения неисправности линии электропередачи ≤ ±2%;
Применение: подстанции напряжением от 35 кВ до 1000 кВ, электростанции теплового, гидро- и новых источников энергии, а также системы распределения электроэнергии в промышленных и горнодобывающих предприятиях.
6. Технические характеристики сборочной карты FPGA
Ниже приведена таблица технических параметров FPGA-карт; пользователь может выбрать подходящую карту в зависимости от своих требований.
Указанные параметры технических характеристик продукции измеряются при температуре 25 °C и влажности 40 % после 20 минут работы термического устройства. Если не указано иное.
| Количество каналов | Карта №1: 24 одноканальная линия / 12 дифференциальной линии
Карта №2: 16 одноканальный канал / 8 дифференциальных каналов Карта №3: 8 одноканального канала / 4 дифференциальных каналов |
| Тип преобразователя ADC (Analog-to-Digital Converter) | SAR |
| разрешение | 16-bit |
|
Максимальная частота отбора данных |
1 Мс/с, непрерывно без перерывов; общее количество используемых каналов
500 кС/с, непрерывно без перерывов; общее количество используемых каналов 250 кС/с, непрерывно и без перерывов; общее количество используемых каналов |
| 125 кС/с, непрерывно без перерывов; общее количество используемых каналов | |
| Разрешение по времени | 10 ns |
| Синхронизация каналов | нет |
| Диапазон измерений | ±10.24 V / ±5.12 V / ±2.56 V / ±1.28 V / ±0.64 V |
| Модель входного соединения | DC |
| Входное импеданс | 500 MΩ |
| Ширина полосы для малых сигналов (-3 дБ) | 450 kHz |
| Вводный смещающий ток | 0.7 nA |
| Максимальное входное напряжение для аналогового сигнала | Напряжение на каждом входе относительно земли не превышает ±12 В. |
| Формат журнала событий программного обеспечения | 2 MPts/Ch |
| Предварительно активируемый FIFO | 4096 Pts |
| Режим сбора данных с использованием искусственного интеллекта | Режим непрерывной сборки данных и режим сбора данных с ограниченным количеством циклов |
Точность ввода аналогового сигнала (коэффициент температурной чувствительности — 5 ppm/°C)
| Диапазон измерений | Погрешность усиления
(Значение в единицах ppm) |
Погрешение смещения
(диапазон измерений в единицах ppm) |
Случайный шум (μVrms) | Абсолютная точность на всем диапазоне измерений
(μV) |
| ±10.24 V | 20 | 10 | 195 | 820 |
| ±5.12 V | 50 | 15 | 110 | 550 |
| ±2.56 V | 55 | 30 | 70 | 315 |
| ±1.28 V | 100 | 60 | 60 | 220 |
| ±0.64 V | 200 | 120 | 50 | 100 |
Аналоговый вывод:
| Количество каналов | 4 |
| разрешение | 16-bit |
| DNL | ±1 LSB |
| Максимальная частота обновлений | 100 kHz/Ch |
| Разрешение по времени | 10 ns |
| Синхронизация каналов | Это… |
| Диапазон ввода | ±10 V |
| Выводная связь | DC |
| Импеданс выхода | 0.1 Ω |
| Выходной ток струи | 10 mA |
| Статус включения питания | В пределах ±50 мВ |
| Память оперативной памяти типа FIFO | 2048 Pts/Ch |
| Режим вывода AO | Прямой выход на постоянное напряжение (DC), периодический вывод сигнала из встроенного FIFO, триггер сигнала из встроенного FIFO с N циклами, непрерывный и не повторяющийся сигнал из компьютерной кэши. |
| Время настройки выходного напряжения | 4 us |
| Наклон края | 9.2 V/us |
Точность аналогового воспроизведения:
| Диапазон измерений (В) | -10 ~ 10 |
| Погрешность усиления (в ppm для показаний) | 30 |
| Коэффициент температурной чувствительности усиления (значение в ppm/°C) | 5 |
| Погрешность смещения (в ppm от диапазона измерений) | 50 |
| Коэффициент температурного смещения (в единицах ppm/°C в диапазоне измерений) | 5 |
| Абсолютная точность на всем диапазоне измерений (мВ) | 5 |
| Коэффициент температурного отклика (в ppm/°C) | 5 |
| Погрешность INL (в ppm от диапазона измерений) | 120 |
Цифровой ввод/вывод:
| Количество каналов | 4 входа, 4 выхода |
| В качестве ориентира | DGND |
| Устойчивый резистор подачи сигнала для цифрового ввода | 10 kΩ |
| Напряжение для ввода цифровых значений | Высокий уровень напряжения: 1,95 В – 5 В
Низкий уровень напряжения: от 0 В до 1,2 В |
| Цифровое выходное напряжение | Высокий уровень напряжения: 3,3 В
Низкий уровень напряжения: от 0 В до 0,003 В |
| Статус питания при выводе цифрового сигнала | Низкий уровень напряжения |
| Максимальная частота отбора данных по стандарту DIN | 10 MS/s/Ch |
| Максимальная частота обновлений системы DOUT | 10 MS/s/Ch |
| Разрешение по времени | 10 ns |
| Синхронизация каналов | Это… |
| Программное решение типа FIFO для стандартов DIN | 2 MPts/Ch |
| Динамически предварительно активируемый FIFO-накопитель | 2048 Pts/Ch |
| Аппаратный FIFO типа DOUT | 2048 Pts/Ch |
|
Режим сбора данных по стандарту DIN |
Режим непрерывной сборки данных и режим OneShot
Когда частота дискретизации превышает 4 Мс/с/канал, поддерживается только режим OneShot; количество точек сбора данных не должно превышать 15 000. |
| Режим вывода данных DOUT | Прямой вывод сигнала; периодическое генерирование формы сигнала в встроенной FIFO-памяти; триггерная цепочка формирования формы сигнала в встроенной FIFO-памяти (N циклов); непрерывный, не дублирующий сигнал из компьютерной кэши. |
| Время края сигнала DOUT | Время подъёма: 6 нс
Срок спада: 8 нс |
Внешний триггер:
| Количество каналов | 1 вход, 1 выход |
| Входное напряжение | Высокий уровень напряжения: 1,95 В – 5 В
Низкий уровень напряжения: от 0 В до 1,2 В |
| Выходное напряжение | Высокий уровень напряжения: 3,3 В
Низкий уровень напряжения: от 0 В до 0,003 В |
| Статус питания при выводе сигнала | Низкий уровень напряжения |
| Время наступления края сигнала на выходе | Время подъёма: 6 нс
Срок спада: 8 нс |
Ввод/вывод внешнего тактового сигнала для отбора проб:
| Количество каналов | 1 вход, 1 выход |
| Входное напряжение | Высокий уровень напряжения: 1,95 В – 5 В
Низкий уровень напряжения: от 0 В до 1,2 В |
| Выходное напряжение | Высокий уровень напряжения: 3,3 В
Низкий уровень напряжения: от 0 В до 0,003 В |
| Статус питания при выводе сигнала | Низкий уровень напряжения |
| Диапазон частот выходного сигнала | DC ~ 1 MHz |
| Время наступления края сигнала на выходе | Время подъёма: 6 нс
Срок спада: 8 нс |
| Калибровка | |
| Рекомендуемый время предварительной нагрева | Не менее 20 минут. |
| Рекомендуемый интервал времени для kalibrации | 1 год |
| Интерфейс шины | |
| USB | Высокоскоростной интерфейс USB 2.0 |
| Требования к питанию | |
| Питание осуществляется через порт USB. | 4.5 V ~ 5.5 V |
| Типичный ток в режиме отсутствия нагрузки | 400 mA |
| Максимальная нагрузка | 600 mA |
4.1 Внешний вид:
4.2 Графический интерфейс программного обеспечения:
4.3 Общие функции:
4.3.1 Интеллектуальные приборы
4.3.2 Система экспертной диагностики
4.3.3 Система анализа качества электроэнергии
4.3.4 Функция векторного анализа
4.3.5 Функции осциллографа
4.3.6 Функция измерения сигналов
4.3.7 Функция долгосрочного записи сигналов
Данная функция поддерживает выполнение любых вычислений как для переменного, так и для постоянного тока с использованием 24 дифференциальных каналов. Она оснащена 24 аналоговыми каналами сбора данных (поддерживаются входы напряжения и тока; точность измерения — до 1‰; общая частота дискретизации каналов — 24 спс) и 4 каналами записи сигналов дискретного типа; при заданной продолжительности записи возможна непрерывная запись в течение 24 часов.
4.3.8 Устройство записи сигналов при электрических неисправностях
Для выполнения любых расчётов по переменному и постоянному току используется 24 аналоговых канала и 4 канала для записи сигналов дискретных величин. Функция записи активируется при следующих условиях: запуск с резкой изменением параметра, превышение верхнего предела (включая превышение постоянного тока — порог составляет 1 % или около 50 % от значения UN/IN), превышение нижнего предела, наличие третичной гармоники (при условии Un3 × Kset > Us3 и Us > 1 В; где Us3 — третичная гармоника напряжения нулевой последовательности на конце генератора, а Un3 — третичная гармоника напряжения в нейтральной точке), пятичная гармоника, седьмичная гармоника, высокая частота, низкая частота, трёхфазная положительная последовательность, трёхфазная нулевая последовательность, трёхфазная отрицательная последовательность, а также при выполнении дифференциальных расчётов.
4.3.9 Функции генератора функций
Позволяет генерировать четыре произвольных пользовательских сигнала и обеспечивать их вывод.
4.3.10 Функции генератора произвольных функций
Генератор произвольных функций оснащён четырьмя выходными каналами AO и способен генерировать синусоидальные, треугольные, зубчатые, SINC-, экспоненциальные и постоянные сигналы; диапазон частот выходного сигнала составляет от 1 мГц до 150 кГц, а разрешение выходного напряжения — 16 бит. Благодаря высокому разрешению, низкому уровню шума и искажений, а также возможности гибкой адаптации к различным областям применения — таким как связь, радарная техника и биомедицина — устройство эффективно удовлетворяет разнообразные потребности пользователей.
4.3.10.1 Тест функции синусоидальной формы сигнала
4.3.10.2 Тестирование треугольных волн, зубчатых волн и импульсных волн
4.3.10.3 Пульсный тест
4.3.11 Функция тестирования аналоговых сигналов
Данная система оснащена 4 выходами и 4 входами логических сигналов, а также 24 аналоговыми входами; она позволяет точно рассчитывать такие параметры местной системы управления, как активная мощность, реактивная мощность, коэффициент мощности, трифазные компоненты последовательного ряда, нулевого ряда и отрицательного ряда, эффективное значение, максимальное значение и среднее значение.
4.3.12 Функция настройки произвольного электрического сигнала
4.3.13 Функция записи исторических данных
4.3.14 Безбумажный регистратор данных
4.4 Расширенные функции