電力系統諧波含量錄波儀

一章 SHHZBX-2020電力系統諧波含量錄波儀引言

1.1 儀器簡介

是針對電力系統應用而開發的瞬態信號記錄儀器，儀器內部軟件預置了針對發電機調試的試驗模板，使用戶可以通過記錄儀很方便的完成發電機短路特性試驗，空載特性試驗，勵磁系統擾動試驗，勵磁系統10%階越試驗，滅磁常數測量，自準同期裝置校驗，機組甩負荷記錄等試驗。

儀器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，曲線相關性分析，圖形編輯和相量圖繪制等操作。試驗數據和分析結果可以生成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果進行深入的分析和處理。

儀器具有12路模擬量輸入，12路有源開關量輸入和3路開出量信號，采樣頻率可達100KHZ，基本可以滿足電力系統各種試驗的瞬態信號記錄要求。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發生故障。

1.2特性和技術參數

1.2.1 軟件功能與特點

儀器具有功能*的軟件系統，軟件系統實現的功能主要包括數據采集，數據壓縮存儲，波形分析與統計，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，諧波次數為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 內置了發電機三相短路特性曲線，空載特性曲線，勵磁系統擾動試驗，滅磁時間常數，頻率電壓特性，甩負荷試驗，自準同期試驗的標準試驗模板，軟件自動計算試驗結果參數。

12 儀器能夠自動生成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*自動化

14 所有采樣通道的名稱和單位都可以重新定義

15 各種試驗的試驗環境設置和儀器設置自動保存

16 自動計算各種試驗模板的試驗參數

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備方便的導出試驗數據

19 Windows XPE操作系統，可以實現軟件系統自我保護與恢復，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

儀器的硬件系統特性和技術參數如下：

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 信號采集誤差：       -400V~400V         誤差<0.5V

-200V~200V         誤差<0.2V

-10V~10V             誤差<0.01V

-20mA～20mA      誤差<0.02mA

-100mV~100mV   誤差<0.2mV       

頻率測量30-170Hz 誤差<0.1Hz

4 12路有源節點開關量測量通道，開關量信號范圍DC12-220V

5 3路開關量輸出通道，開出量大開斷能力AC220V/1A

6 分體式機箱結構，操作終端使用戶可以更方便控制試驗和分析數據

7 2個USB口用于數據下載或鍵盤/鼠標輸入

8 12.1寸大彩屏顯示，觸摸屏方式實現人機交互

9 儀器自帶8G數據存儲空間

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

第二章 SHHZBX-2020電力系統諧波含量錄波儀組成

2.1硬件組成

便攜式錄波儀的儀器實物如圖1所示。儀器面板的詳細結構如圖2所示，面板上的區域功能如下。

1）區域1是試驗接線區，所有的試驗接線都在該區域完成，對應的通道一次為:

第1組模擬量通道 CH1 對應U1,COM1,I1

第2組模擬量通道 CH2 對應U2,COM2,I2

第3組模擬量通道 CH3 對應U3,COM3,I3

第4組模擬量通道 CH4 對應U4,COM4,I4

第5組模擬量通道 CH5 對應U5,COM5,I5

第6組模擬量通道 CH6 對應U6,COM6,I6

第7組模擬量通道 CH7 對應U7,COM7,I7

第8組模擬量通道 CH8 對應U8,COM8,I8

第9組模擬量通道 CH9 對應U9,COM9,I9

第10組模擬量通道 CH10 對應U10,COM10,I10

第11組模擬量通道 CH11 對應U11,COM11,I11

第12組模擬量通道 CH12 對應U12,COM12,I12

2）區域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，接盤結構如圖3所示，詳細的按鍵功能如下。

1>   0~9數字輸入按鍵

2> “.” 小數點輸入按鍵

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

2.2軟件組成

2.2.1 試驗選擇主程序

儀器軟件系統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：

試驗程序切換

儀器基本設置

儀器使用幫助說明

儀器軟件升級接口

系統時間設置

2.2.2 試驗程序

儀器軟件系統大的一部分是試驗程序，其基本功能包括：

試驗環境設置

試驗數據采集

試驗數據分析

試驗結果展示

試驗報告生成

試驗數據和結果的存儲，導出歷史數據瀏覽

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律，儀器試驗的基本時序流程如下：

試驗環境設置，包括采樣頻率，試驗總時間，試驗參數設置，波形展示方式，通道類型設置和通道率定參數設置等

進入等待試驗界面，用戶設置試驗的示波器參數（包括通道名稱，單位，數據范圍，是否顯示等），進行通道率定（設置儀器采集信號和實際物理量的對應關系）

注意：只有在以下兩種狀態對示波器的參數進行設置，設置結果才會被保存在試驗模板：

一 儀器處于“等待試驗”狀態，對示波參數的進行設置，并且重新啟動軟件設置參數才會被保存到試驗模板，下次啟動軟件時儀器將會以新的模板作為默認參數。

二 在其他狀態設置參數，并且選擇了應用至模板，重新啟動軟件設置參數才會被保存到試驗模板，下次啟動軟件時儀器將會以新的模板作為默認參數。

試驗數據采集。在“等待試驗”狀態或“查看數據”狀態，點擊儀器軟件右下角的開始試驗按鈕，儀器開始數據采集。當儀器處于試驗數據采集狀態時，儀器實時展示各通道實際采集的數據和圖形

試驗結果查看，當試驗達到停止條件或用戶選擇了停止試驗時，儀器終止數據采集，提示用戶保存試驗，并依據相關標準自動計算試驗結果參數，并在試驗結果展示界面顯示計算所得各項數據和圖形。

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，試驗報告和試驗數據都可以通過U盤導出。

儀器所有的試驗模板都遵循這樣的基本操作時序。

注意：

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

2>生成EXCEL波形時，報告中的數據也是當前時間窗口所展示圖形，用戶可以通過調整當前窗口波形，從而改變導出數據的時間窗口，一次導出的EXCEL數據時間點大不超過120000個

2.2.3 數據分析程序

儀器內置的數據分析軟件主要包括：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

軟件工具中的示波器組件負責完成數據采集過程中的波形實時展示，數據分析中的波形放大，縮小，定位，參數統計等，以及整個試驗模板的通道展示名稱，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據運算功能，當數據采集完成后，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，運算結果還是以示波器形式展現，用戶可以選擇生成該曲線的圖片或導出該曲線的EXCEL數據等將運算結果保存。

交叉圖形工具中為用戶提供曲線相關性分析功能，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性曲線，還可以選擇生成該曲線的圖片或導出該曲線的EXCEL數據等將相關性曲線數據保存。

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文檔形式將數據保存。

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。

第三章 軟件操作

3.1 儀器啟動與關閉

在開啟儀器電源之前，首先連接儀器主機箱和通信終端之間的連接電纜，儀器的電源開關和插座在儀器主機箱右側，電源附件的保險管型號為0.5A。儀器的主機和操作終端都過主機電源系統供電。

關閉儀器時，首先使用軟件界面上的關閉系統，將儀器的所有軟件系統關閉，然后待儀器界面提示：It is now safe to turn off your computer時，將主機箱右側的電源開關切斷

3.2 儀器系統參數設置

儀器系統參數設置功能用于設置試驗單位，試驗人員，試驗地點，自動生成試驗報告的頁腳，頁眉信息，試驗編號等。儀器參數設置內容主要在試驗報告中展現，在軟件操作主界面中點擊“儀器設置按鈕”出現圖6所示儀器設置對話框。所有的設置信息都會被自動保存，下次再次啟動軟件時系統會維持上次修改的運行參數。

3.3 軟件系統升級

一般情況下儀器的軟件系統具有自恢復功能，即使儀器C盤下的文件系統被改變，下次啟動計算機時所有的改變將會被自動恢復，所以當需要升級軟件時，用戶必須從廠家獲得升級包，并將升級包置于U盤的根目錄下，點擊軟件主界面的升級按鈕，升級完成后，通過軟件主界面的“關閉系統”按鈕關閉儀器，此時所有的改變信息都將被存入儀器。下次啟動時儀器將使用升級以后的新軟件

3.4 虛擬鍵盤使用

儀器啟動時會自動加載虛擬鍵盤，通過虛擬鍵盤用戶可以實現文字和數據輸入等功能，虛擬鍵盤的按鍵位置和功能與實際物理鍵盤一致，當虛擬鍵盤啟動后在屏幕右上角能看到如圖7所示的橙色按鈕。

點擊該按鈕時虛擬鍵盤被展開，點擊虛擬鍵盤的”HIDE”鍵時，虛擬鍵盤被隱藏。如果儀器中無橙色方塊顯示，可以通過儀器主界面的啟動虛擬鍵盤按鈕啟動鍵盤。

虛擬鍵盤的常見操作如下：

1 “HIDE” 隱藏虛擬鍵盤

2“ENT”回車確認選擇

3 “FN”+“EXI”關閉虛擬鍵盤程序

4“CAP”大寫輸入鎖定

5“<<”和“>>”左移和右移光標

6 “UP”和“DN”上移，下移光標

虛擬鍵盤的外形如圖8所示。

需要在儀器中輸入中文時可以開啟手寫輸入法，在儀器試驗選擇主菜單打開手寫輸入快捷菜單，在一起左上角會顯示“手寫”的橙色小塊，按住橙色小塊拖動可以改變其位置，單擊橙色小塊時可以開啟和關閉手寫鍵盤。

3.6 通道率定設置

通道率定是指設定采樣通道實測信號值和真實物理量的對應關系，選擇正確的信號通道類型（電壓或電流）以及設定通道采樣的檔位，在軟件主界面點擊“通道率定”按鈕出現所示界面。

對于模擬信號采集通道CH1,CH2,CH3,CH4…..CH12，可以選擇通道信號類型，信號類型可以是電壓或者電流，選定通道類型后儀器將采集點切換到對應的物理通道，如果選擇電壓信號則對應的電流通道信號將不會被采集，選擇電流信號則對應的電壓信號通道不會被采集。

如果選定的信號為電壓信號還需要選擇信號的量程，儀器電壓通道采集分為10V/200V/400V三檔。

注意：試驗過程中一定要正確的選擇信號的量程以免通道過電壓

選定模擬通道類型以后設定兩個采集點和真實物理量的對應關系，一般情況下應盡量選擇傳感器的零點和滿量程點，傳感器都是線性變換，對于電壓輸出型傳感器，如果傳感器輸出電壓為V1時對應的物理量為R1，輸出為V2時對于的物理量為R2，V1,R1,V2,R2和V1->R1和V2->R2的對應關系已知時，儀器會自動計算出實時采集的物理量值。例如對于導葉位移傳感器，假設傳感器輸出為0V時對應的水力發電機調速器導葉開度為0%，10V時對應的導葉開度為100%，則設置CH1的率定點1為 0，0 率定點2為10，100則試驗過程中儀器會自動顯示真實的導葉開度百分數值。

用戶也可以選擇對的通道進行自動率定，選擇自動率定后出現圖10所示畫面

在此窗口點擊啟動后，儀器自動采集當前通道的電壓值顯示在通道數值項，用戶只需要在待校驗的率定點輸入對應的物理量值即可，當兩個率定點都獲得數值后，當前通道校驗完成。如果在點擊啟動前選擇了交流有效值，則率定點的通道數值項將顯示信號的交流有效值否則顯示直流平均值。

注意： 當通道1選擇檔位為100mV，且通道1/7的檔位置于10V時，儀器通道1的輸入范圍是-100mV~100mV，否則100mV檔位電壓選擇失效，100mV檔位電壓選擇僅在發電機短路試驗，空載試驗和勵磁特性試驗時有效，其他試驗選擇無效。當選擇100mV檔位時CH1通道運行輸入的大電壓小于20V

3.7 試驗數據導出

儀器所保存的所有試驗數據文件和試驗報告文件都可以通過移動存儲設備（U盤或移動硬盤）導出.

儀器中所有的試驗文件都是圍繞試驗模板程序而組織的，所以如果要查看某個試驗的存儲文件，必須首先從試驗選擇主界面進入對應的試驗模板程序，然后在試驗模板主界面點擊“讀?。喊粹o則會出現如圖11所示界面。

用戶可以選擇導出文件的類型，可選的項目包括：“試驗文件”，“WORD報告文件”，“EXCEL數據文件”和“JPG圖形文件”，選擇要導出的文件類型后，軟件會列出儀器當前所存儲的所有試驗文件，插上U盤，然后選擇要導出的文件，則該文件會自動導出至U盤的WorkData文件目錄下。

注意：在該界面中點擊清空存儲器是指清空所插入的U盤WorkData下的所有文件。

3.8 數據保存與讀取

試驗完成后點擊軟件主界面的保存按鈕，則當前的試驗數據會被保存至儀器，保存的文件名稱格式為“××年××月××日××時××分××秒 試驗類型”，只有在“查看數據”，“查看結果”，“查看歷史數據”和“查看歷史結果”狀態時才可以保存數據。

點擊試驗模板程序主界面的讀取按鈕會出現圖12所示界面，選擇要讀取的歷史試驗，則儀器進入查看歷史數據或結果的狀態，所保存的試驗曲線，結果和當時的試驗環境都會被重現。讀取歷史數據界面也可以清除存儲器中所存儲的歷史試驗文件。

3.9 制作試驗報告

試驗完成后試驗結果會以圖形或者數據的方式展示，在結果查看器中選擇生成報告類型，然后點擊生成報告則在儀器中會自動生成WORD/EXCEL格式的試驗報告，試驗報告的名字與保存的試驗文件名字相同。

試驗報告中的實時曲線圖形和當前顯示的示波器中的圖形*一樣，并且儀器會對圖形進行自動標識。

生成試驗報告時可選的項目包括：單色WORD報告，彩色WORD報告，EXCEL數據等組合

3.10 軟件示波器操作

儀器的示波器程序實現的主要功能包括：

1）數據采集時的實時示波

2）數據采集完成后對數據進行波形回放

3）數據波形的整體放大，整體縮小，X軸放大，X軸縮小，定位，撤銷操作等

4）數據波形的參數統計，統計內容包括平均值，大值，值，開關量跳動次數，以及這些參數所對應的時間軸

5) 對單條曲線進行，Y軸放大，Y軸縮小，Y軸上移/下移/平移，雙線統計等操作

6）通道名稱定義，物理量單位定義

示波器組件外形如圖5所示，左右兩邊的工具欄是針對示波器的操作，當鼠標離開工具欄時，工具欄會自動收起顯示當前的坐標系，當鼠標進入工具欄的文字提示處時，工具欄會自動打開，顯示可以進行的操作按鈕。

針對于示波器的操作包括：通道與坐標設置，圖形放大，縮小，X軸放大，X軸縮小，參數統計，撤銷操作，坐標自動選擇，數據定位，單線統計分析，單線上移，單線下移，單線平移，單線放大，單線縮小，應用當前坐標設置至模板等操作。

通道與坐標設置完成通道名稱定義，單位定義，顏色設置，是否顯示，信號坐標范圍，時間軸范圍，當前坐標系配置等設置功能。

其中通道設置如圖13所示，其中通道1，通道2……通道12對應儀器主機面板的CH1，CH2…..CH12等12個物理通道，通道名稱文本框是信號通道在該試驗模板中的物理量名稱，后面緊跟的是物理量的單位，展示時曲線的顏色， 當是否顯示復選框選中時，曲線將顯示在示波器中，否則曲線將不在示波器中展示。

坐標設置對話框如圖14所示,通過值和大值來定義當前信號展示時的坐標范圍，調整坐標范圍可以實現對曲線的放大和縮小，通道小數點位數用于控制示波器數據展示和分析時小數點位數，此項決定了此通道數據在系統中展示時所使用的小數點位數。

X軸設置即為時間軸的范圍設置，將X坐標小數點增多將可以增加時間分析的分辨率。

坐標系選擇可以選擇4條曲線的坐標作為當前顯示的坐標系。當設置的X軸范圍超過限制時，儀器會自動調整至允許設置的大值。

2） 圖形的放大與縮小

儀器提供四種方式對當前窗口的波形進行放大與縮小，一種方式是使用示波器左邊快捷工具欄的放大與縮小工具，第二種方式是調整波形的坐標范圍，第三種通過按下鼠標或者一直按觸摸屏在LCD上繪制一個矩形區域以實現對圖形的準確縮放，第四種是通過示波器右邊快捷工具欄對特定曲線進行放大和縮小。

其中波形放大，縮小和矩形區域縮放控制這兩種方式是針對當前窗口的所有信號進行的操作，而坐標調整和特定曲線的縮放則是針對特定的某一條曲線，并且對特定曲線的縮放只影響Y坐標的調整

3) X軸放大與縮小

X軸的放大與縮小操作是指調整當前示波器圖形的時間窗口，并不改變曲線的Y軸坐標范圍。

4）圖形定位

在示波器左邊快捷工具欄可以啟動或者關閉數據定位操作，啟動數據定位操作后，示波器中會顯示一條定位紅線如圖22所示，示波器數據框會顯示當前紅線對應的時間，以及該時刻各個通道的數值

5）參數統計

在左邊的快捷工具欄中選擇參數統計，儀器會展示當前示波器時間窗口中模擬信號的平均值，大值，值，以及它們的時間位置，開關量跳變次數，以及它們*跳變的時間位置。展示結果如圖15所示。

6）自動坐標

在左邊快捷工具欄中有一個自動坐標選項，此選項的作用是保持當前的時間窗口不變，自動調整曲線的Y坐標值，使所有的曲線都能以合適的大小顯示在當前窗口中

7） 應用至模板

儀器處于非運行狀態時，點擊應用至模板則當前示波器的設置參數會被自動保存至當前試驗的模板參數中，下次再次啟動試驗時會以當前坐標為模板進行初始化設置。

8）單線的放大，縮小，上移，下移

在示波器的右邊模板點擊單線選擇，確定需要操作的曲線，然后通過放大，縮小，上移和下移可以調整該曲線的Y軸大小和位置

9） 單線的平移

在示波器的右邊模板點擊單線選擇，確定需要操作的曲線，點擊曲線平移，則用戶在示波器中按下鼠標（或觸摸屏壓下），然后移動鼠標，曲線會在屏幕上移動與鼠標等值的Y軸距離。

10） 曲線的雙線統計

在示波器的右邊模板點擊單線選擇，確定需要操作的曲線，點擊開啟雙線統計，則示波器中會出現紅色和藍色的兩條曲線，并且示波器中會給出該曲線劃定時間區間內的平均值，大值，大值時間，值，值時間，兩根定位線的時間差DT，數值差DV，數值時間變化率DV/DT，以及藍色曲線對應的T2時間和數值V2. 在進行雙線統計分析時，紅色曲線T1所對應的數值全部在示波器中的文本框中更新。雙線統計圖形如圖16所示

3.11 運算組合分析程序

運算組合程序使用戶可以對儀器的通道數據進行二次運算，運算符號包括，加，減，乘，除，積分五種，運算所得的波形還是以示波器的形式展現。運算組合設置界面如圖17所示

注意：運算組合，參數統計，交叉圖形，頻譜分析和諧波分析等功能都是針對示波器當前時間窗口的曲線進行運算

組合運算后所得的數據還是以示波器形式展現，并且時間窗口的長度與原始數據一致，進行組合運算時，各運算后的通道名稱可以重新定義如圖17所示，當某一通道后的運算變量有一項不為0時，該通道就會被選擇，如果通道全部為0則該通道不會在運算后顯示。

3.12 交叉圖形程序

交叉圖形程序使用戶可以對所采集的任意通道數據進行相關性分析，按照圖18所示的設置界面，選擇某一通道作為X軸，某一通道作為Y軸就可以繪制示波器當前時間窗口對應波形的關系特性曲線。例如選擇同一通道作為X軸和Y軸時，此時的關系為Y=X曲線。其對應曲線為一條過0點，斜率為1的直線如圖19所示

3.13 傅里葉分析頻譜程序

儀器軟件系統還內置了頻譜分析程序，將示波器的數據定位在某一時間窗口，點擊頻譜分析后，在圖20參數設置界面選擇要進行分析的通道，儀器會自動計算數據的傅立葉頻譜，并繪制頻譜曲線如圖21所示。注意在進行頻譜分析時請確保信號的當前時間窗口數據點數為128至2000之間，如果要分析的信號為周期信號，請確保示波器的當前時間窗口展示的是信號的完整周期

 3.14 諧波分析程序

諧波分析程序只針對交流正弦信號有效，將待分析的曲線的一至兩個完整周期的信號置于示波器窗口（請勿選擇過多的信號周期，否則會造成分析的分辨率下降）如圖22所示。

當選擇好完整的信號周期后，按照圖19所示選擇對應的數據分析通道，儀器自動計算出該信號的總諧波含量以及各次諧波含量，分析結果展示如圖23所示。生成WORD文檔按鈕能將當前展示窗口中的所有數據轉換成WORD報告。

3.15 圖形編輯程序

所有采集的試驗數據和信號組合運算后的數據組成的示波器圖形都可以進行圖形編輯，點擊圖形編輯后當前窗口中的示波器圖形會被導入至圖形編輯器如圖24所示。

圖形編輯項目包括添加文字標識，修改文字標識，刪除文字標識，改變圖形背景和顏色，改變當前坐標系顯示。其中添加文字標識后，儀器提示用戶設置文字的內容和大小，標識會被自動放置在示波器中心，用戶通過鼠標拖動改變標識的位置。當用鼠標單擊某一標識后該標識被選中，用戶可以對選中的標識進行屬性修改和刪除操作，標識設置窗口如圖25所示。

當某一坐標系被選中時該坐標系會被顯示，否則坐標系將不會顯示在圖形中，坐標系顯示的順序和示波器是*一致的。

選擇彩色圖形后則編輯器中當前圖形的背景色變成白色，用戶可以通過顏色選擇設置某一曲線的顏色，通過切換曲線選擇改變當前的操作曲線。

選擇黑白圖形后則編輯器中顯示背景為白色，曲線為黑色

3.15 有效值和交流功率計算程序

儀器的有效值計算是針對單條曲線進行的，因此在計算有效值前需要用戶進行曲線選擇，曲線選擇的界面如圖26所示。選擇某一曲線后單擊計算，系統以對話框形式展示當前通道的有效值。

功率計算與有效值計算類似，也需要首先選擇曲線，但是功率計算需要選擇的曲線包括電壓和電流兩條，當用戶完成曲線的選擇后點擊計算，系統顯示當前兩條曲線的有效值，有功功率，無功功率，視在功率，功率因素。當計算發生錯誤時，系統會提示常見的錯誤信息。

注意：當某一條曲線的畸變達超過20%時，系統認為該曲線不是正弦信號，此時不能進行交流功率計算

有效值計算和交流功率計算的結果都可以生成WORD，然后通過U盤導出儀器

3.16 三相分析程序

三相分析程序的功能是針對三相電力系統而設計的，用戶從當前曲線中選擇正確的A/B/C三相的電壓和電流如圖27所示。然后點擊計算則系統自動計算每一個信號的有效值，每一相的有功功率，無功功率，視在功率，功率因素，三相電壓的零序，正序和負序分量，三相電流的零序，正序和負序分量。計算結果展示在圖27所示的文本框中，通過生成WORD文檔用戶可以將當前的計算結果導出。在計算過程中如果某一條曲線畸變超過20%將會導致計算失敗。

除了文字結果以外，三相分析計算還可以導出三相電壓的相量圖，三相電流的相量圖，三相電壓分量相量圖，三相電流分量相量圖，三相相量圖計算的基準參考相量是A相電壓。相量圖展示如圖28所示，用戶可以將該相量圖生成JPG圖片從儀器導出。

3.17 相量圖繪制程序

相量圖繪制程序用于繪制曲線針對于某一參考曲線的相量關系圖，被繪制的曲線畸變都必須小于20%，否則系統認為該信號不是正弦信號。在繪制相量圖之前需要選擇基準參考相量。相量圖工具的界面如圖29所示。

“參考曲線”按鈕用于選擇基準參考相量，如果選擇的基準相量不是正弦信號或者畸變超過20%將無法繪制其它相量的關系圖，此時需要重新調整參考相量。相量的右邊文字展示的是當前圖中相量的名稱，模值和相角，其中角度的單位是度。相量圖可以通過生成JPG圖片形式從儀器導出。

第四章 試驗流程與模板程序參數

4.1 12/8/6/交流錄波試驗

4.1.1 概述

12/8/6通道錄波和交流錄波試驗的流程如下：

在主界面點擊試驗模板按鈕->設定試驗參數->設定示波器環境->通道率定->啟動試驗->停止試驗->查看試驗數據->數據處理與分析

錄波試驗是通用的試驗模板，這四個試驗的區別在于12通道時儀器采集所有通道的數據，8通道采集時儀器只采集CH1~CH4，CH7~CH10 8個模擬量通道和所有開關量通道，6通道模式時儀器只采集CH1~CH3，CH7~CH9 6個模擬量通道和所有開關量通道。通道越少采集的頻率可以越高，儀器12通道同步采樣的頻率為50KHZ，8通道同步采樣的頻率為83.5KHZ，6通道同步采樣的頻率為100KHZ。

交流錄波試驗時儀器的采集頻率固定為25KHZ，所有12個通道的模擬量數據都被采集，但是儀器展示信號時的頻率為25Hz，當選擇為交流信號時儀器顯示信號的真有效值(RMS)，當選擇為直流信號時儀器顯示信號在40ms內1000個數據點的平均值。

12/8/6通道試驗時，在試驗參數設置中，將通道選擇為直流時，示波器展示信號的瞬時數值，當選擇為交流信號時儀器展示上一個計算周期的交流有效值，因此選擇為交流信號時在波形上信號會很長時間內沒有變化（因為計算交流有效值需要一定的時間周期，例如25KHZ采集時需要40ms的計算周期）

所有試驗的參數模板被配置后重新啟動軟件時，關閉試驗程序時模板會被保存，下一次啟動軟件時儀器會自動將軟件配置成上一次試驗時的參數。但是需要注意的是針對于試驗模板坐標環境的設置有特殊要求。只有試驗程序處于“等待試驗”時，對試驗模板坐標環境（如通道名稱，單位，坐標大小，時間軸等）的設置才會被保存至儀器。

4.1.2 應用

錄波試驗用于電氣信號的采集，記錄與分析，常見的應用場合如下：

電力系統故障查找與信號記錄

供電電源的諧波分析

電機啟動過程的電壓與電流信號記錄

三相電力系統的功率分析

交流信號的峰-峰值分析

電壓信號或電流信號的頻譜分析

三相電系統的向量關系分析

三相電系統的正序，負序和零序分量分析

在儀器固定沒有試驗模板的電氣試驗中，記錄整個試驗過程，并對記錄的數據進行分析與處理

4.1.3 試驗連線

根據所要記錄的信號量程和類型，將電氣信號連接到測試儀的對應通道，可以直接連接到測試儀的信號包括以下幾種：

1>峰值在-400V~400V之間的電壓信號，該信號類型包括AC220V交流電壓，二次額定電壓時AC173V的PT信號，峰值小于400V的勵磁控制器電壓等

2> 峰值在-200V~200V之間的電壓信號，該信號類型包括二次額定電壓為AC 100V的PT信號，二次額定電壓為AC57.7V的電壓信號

3> 峰值在-10V~10V之間的電壓信號，主要包括電力系統常見傳感器信號的記錄，例如電壓型位移傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器，電流電壓變換器等

4> 峰值在-20mA~20mA之間的電流信號，主要包括電力系統常見傳感器信號的記錄，例如電流型位移傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器，電流互感器等

4.1.4 軟件操作

4.1.4.1 試驗模板選擇

根據所要記錄的信號形式，在圖4所示的軟件主界面選擇對應的錄波試驗模板：

如果需要記錄信號的瞬時波形，請選擇12/8/6通道錄波，此時如果被記錄信號是交流信號，則會在示波器界面顯示正弦信號波形

如果需要記錄交流信號有效值的變化波形，請選擇交流錄波，此時如果輸入信號是有效值不變的交流信號（例如AC220V），則示波界面顯示為直線，直線的數值是信號的有效值

4.1.4.2 示波方式選擇

點擊了錄波試驗模板后，儀器顯示條錄波試驗參數設置界面，在參數設置界面可以選擇儀器實時示波的展示方式：

實時示波

如果選擇實時示波，則試驗啟動時儀器顯示實測信號的波形，如果采樣頻率是50Hz，則在示波器底部的數據框會實時刷新所測量信號的數值，如果采樣頻率高于50Hz，則儀器的顯示相當于示波器，測試儀截取所采集信號的某一個時間段進行刷新顯示，每一幀的時間可以在參數設置界面進行設定。試驗停止后儀器會顯示所采集信號的全部波形

實時數據

如果選擇實時數據，則試驗啟動時儀器顯示實測信號的數據值，等待試驗停止后儀器再重新展示所采集信號的全部波形

4.1.4.3 波形記錄觸發方式選擇

在通用示波程序的界面中還有條件啟動錄波方式選擇設置，如果條件啟動被選中，則只有當輸入信號達到所設定的啟動條件時，才會觸發測試儀對信號進行記錄，否則測試儀只是對信號進行示波，但是不會進行記錄，試驗停止后不會有任何數據顯示。

測試儀支持的信號條件方式包括：

開關量上跳變，下跳變，高低電平啟動

模擬量越界啟動

開關量和模擬量的組合條件啟動

如果沒有設定條件啟動，則在試驗開始后，測試儀將全程記錄所有采集的數據直到試驗被停止，試驗完成后展示并存儲所有采集的數據。

無論是條件啟動還是全程記錄，測試儀記錄時間都不會超過參數設置界面的記錄時長，也就是說當測試儀開始記錄后，經過了“記錄時長”所設定的時間，測試儀將自動停止試驗。如果是條件啟動并設定了試驗次數，則測試會自動轉入第二次觸發偵測狀態，當第二次觸發條件滿足時，測試儀會再次自動啟動記錄，直到達到“記錄時長”或者被手動停止，后面的記錄過程一次類推，直到記錄的數據組數達到設定的組數后，測試儀停止整個記錄過程

4.1.5 試驗模板環境設置

設定試驗參數后，測試儀進入“等待試驗”狀態，此時如果點擊示波器左邊工具欄的示波器設置，可以更改所記錄通道的名稱，計量單位，顯示狀態，坐標范圍等。詳細說明請參照3.10章節。示波器的參數被設定并點擊了應用至模板后，該配置會被自動保存，下次再次進入同一試驗模板后，通道名稱，計量單位，顯示狀態和坐標范圍等參數會被自動設置成上次的試驗模板，

4.1.6 通道率定

測試儀所采集的信號是電壓信號或電流信號，如果顯示實際的高壓回路一次電壓值，一次電流值則需要設定電壓比率或電流比率。

應用舉例：

對于10KV/100V的PT信號，則可以選擇200V檔位，率定點1設為0V->0V，率定點2設為100V->10000V

對于800A/5A的電流互感器，使用儀器的5A/5V電流鉗，則選擇10V測量檔位，率定點1設為0V->0A，率定點2設為5V->800A

對于1200A/5A的電流互感器，使用儀器的5A/10mA電流鉗，則選擇20mA量程檔位，率定點1設為0mA->0A，率定點2設為10mA->1200A

對于2000A/75mV勵磁電流分流器，使用儀器的100mV檔，率定點1設為0mV->0A，率定點2設為75mV->2000A

通道率定的詳細說明請參照3.6章節

4.1.7 試驗數據分析

試驗完成后，儀器顯示試驗結果，對于通用示波界面沒有計算結果數據，可以通過點擊查看數據按鈕，切換至波形展示界面。在波形展示界面，所有采集的數據會被顯示在一屏中，此時數據量較大時，顯示的波形會非常緊密，可以通達放大縮小功能將波形調節至合適的尺寸。

在示波數據展示界面，用戶可以通過手指按住儀器的顯示屏示波器區域從左往右滑動，設定一個矩形區域對數據進行放大，以選擇想要分析的數據區間，并對其進行放大。

詳細的示波器數據分析，請參照3.10示波器操作章節

所有采集的數據都可以進行3.11章節至3.18章節列出的數據處理，詳細說明請參考對應章節

4.2 發電機空載特性試驗

4.2.1 概述

發電機空載特性試驗的流程如下：

在主界面點擊空載特性試驗按鈕->設定試驗參數->設定示波器環境->通道率定->啟動試驗->手動或自動記錄試驗數據->試驗結束->試驗數據分析與處理

4.2.2 應用

用于記錄發電機空載特性試驗（升壓試驗），繪制發電機空載狀態下勵磁電流和機端電壓的關系特性曲線，獲取發電機磁路飽和系數

4.2.3 試驗接線

發電機空載特性試驗是儀器提供的固定試驗模板程序，如果要自動計算試驗參數與結果，需要按照儀器提供的參考接線圖進行連線，圖30所示的試驗參數設置界面參考接線圖詳細說明如下：

1> 勵磁電流采樣信號至儀器CH1通道

2> 連接A相機端電壓PT二次側至儀器CH2通道

3>連接B相機端電壓PT二次側至儀器CH3通道

4>連接C相機端電壓PT二次側至儀器CH4通道

4.2.4試驗參數設置

發電機空載特性試驗儀器的采樣頻率為25KHZ，示波器顯示頻率為25HZ，交流信號顯示有效值，直流信號顯示40ms內的平均值。在空載特性試驗模板程序中，CH1通道即勵磁電流采樣顯示的為直流數值，CH2,CH3,CH4即發電機三相電壓顯示交流有效值

進行發電機空載特性試驗時，儀器支持自動記錄和手動記錄兩種方式，選擇自動記錄時儀器按照記錄步長自動存儲相應的數據點。選擇手動記錄時，則由用戶點擊記錄按鈕，有選擇性的記錄某些關鍵數據點位。

其它需要設置的參數包括額定電壓，自動記錄步長，升壓停止電壓。其中額定電壓用于計算空載特性曲線的磁路飽和系數與試驗過程無關，自動記錄步長和升壓停止電壓用于控制空載自動記錄過程，在自動記錄模式，當測試儀檢測到電壓上升超過記錄步長時，測試儀記錄此時的勵磁電流值和三相電壓有效值，作為上升曲線的一個數據點，當電壓達到升壓停止電壓時，測試儀轉入下降曲線記錄過程，下降曲線記錄過程和上升曲線的記錄過程一致。

注意：推薦使用“手動記錄數據”模式，在這種模式下做出的曲線更穩定準確

4.2.5 試驗模板環境設置

 在空載特性試驗模板，根據勵磁電流的范圍，發電機三相電壓的范圍及其計量單位設定示波器的環境。

設置舉例：

對于3000A/75mV勵磁電流分流器，三相電壓為10KV/100V，勵磁電流單位是A，三相電壓單位是V，則此時示波器的設置如下：

通道1名稱為勵磁電流，坐標范圍0~3000，單位A

通道2名稱Ua，范圍0~12000，單位V

通道3名稱Ub，范圍0~12000，單位V

通道4名稱Uc，范圍0~12000，單位V

通道1,2,3,4顯示，其余模擬量通道和開關量通道都不顯示，設置完成后點擊應用至模板，將設置保存

4.2.6 通道率定

根據所連接信號類型，對通道1,2,3,4進行信號類型和變比設定。

應用舉例

例1：對于3000A/75mV勵磁電流分流器，三相電壓為10KV/100V，勵磁電流單位是A，三相電壓單位是V，則此時的通道率定設置如下：

通道1,選擇100mV量程，率定點1設為0mV->0A, 率定點2設為75mV->3000A

通道2，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

通道3，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

通道4，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

例2：對于額定電流為2000A的勵磁調節器，需要從4-20mA變送器取信號，三相電壓為10KV/100V，勵磁電流單位是A，三相電壓單位是V，則此時通道率定的設置如下：

通道1,選擇20mA量程，率定點1設為4mA->0A, 率定點2設為20mA->2000A

通道2，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

通道3，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

通道4，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

4.2.6 試驗流程

試驗連線完成，并完成試驗參數設置和通道率定

將發電機處于無勵磁狀態運轉，啟動儀器的空載特性試驗數據記錄

然后由0開始增加勵磁電流，當三相電壓每次上升數值達到額定電壓的10%，并且系統達到穩定后，點擊記錄數據，記錄此時的勵磁電流和三相電壓

當三相電壓上升到額定電壓后，點擊記錄額定電壓點的數據，然后點擊轉入下降流程，開始下降曲線的記錄

緩慢減少勵磁電流，當三相電壓每次下降數值達到額定電壓的10%，并且系統達到穩定后，點擊記錄數據，記錄此時的勵磁電流和三相電壓

當三相電壓下降到額定電壓10%以下時，停止試驗

測試儀自動顯示測試結果，測試結果包括A相特性曲線，B相特性曲線，C相特性曲線以及A/B/C三相的合成曲線

點擊查看數據可以瀏覽試驗過程中的原始數據曲線

4.2.7 結果展示和參數計算說明

空載特性試驗計算的參數包括磁飽和系數，三相特性曲線（ABC三相升壓曲線和下降曲線的平均值）。

在空載特性試驗結果展示界面，用戶可以選擇查看上升下降曲線或者是特性曲線，曲線一共包括A,B,C三組，分別展示A,B,C三相機端電壓對勵磁電流的關系。用戶還可以將測得的數據與保存的歷史曲線數據進行對比，以檢查發電機的空載特性曲線是否發生了變化。

發電機空載特性曲線的結果展示界面如圖31所示，選擇詳細試驗結果時可以獲得計算所得的發電機磁路飽和系數。

4.3 發電機短路特性試驗

4.3.1 概述

發電機短路特性試驗的流程如下：

在主界面點擊短路特性試驗按鈕->設定試驗參數->設定示波器環境->通道率定->啟動試驗->手動或自動記錄試驗數據->試驗結束->試驗數據分析與處理

4.3.2 應用

用于記錄發電機短路特性試驗（升流試驗），繪制發電機短路狀態下勵磁電流和機端電壓的關系特性曲線

4.3.3 試驗接線

發電機短路特性試驗是儀器提供的固定試驗模板程序，如果要自動計算試驗參數與結果，需要按照儀器提供的參考接線圖進行連線，圖32所示的試驗參數設置界面參考接線圖詳細說明如下：

勵磁電流采樣信號至儀器CH1通道

使用電流鉗鉗住發電機A相CT二回路，并將電流鉗信號連接至儀器CH2通道

使用電流鉗鉗住發電機B相CT二回路，并將電流鉗信號連接至儀器CH2通道

使用電流鉗鉗住發電機C相CT二回路，并將電流鉗信號連接至儀器CH2通道

4.3.4試驗參數設置

發電機空載特性試驗儀器的采樣頻率為25KHZ，示波器顯示頻率為25HZ，交流信號顯示有效值，直流信號顯示40ms內的平均值。在空載特性試驗模板程序中，CH1通道即勵磁電流采樣顯示的為直流數值，CH2,CH3,CH4即發電機三相電流顯示交流有效值

進行發電機短路特性試驗時，儀器支持自動記錄和手動記錄兩種方式，選擇自動記錄時儀器按照記錄步長自動存儲相應的數據點。選擇手動記錄時，則由用戶點擊記錄按鈕，有選擇性的記錄某些關鍵數據點位。

其它需要設置的參數包括額定電流，自動記錄步長，升流停止電流。其中額定電流用于計算空載特性曲線的磁路飽和系數與試驗過程無關，自動記錄步長和升流停止電流用于控制短路試驗自動記錄過程，在自動記錄模式，當測試儀檢測到電流上升超過記錄步長時，測試儀記錄此時的勵磁電流值和三相電流有效值，作為上升曲線的一個數據點，當電流達到升流停止電流時，測試儀轉入下降曲線記錄過程，下降曲線記錄過程和上升曲線的記錄過程一致。

注意：推薦使用“手動記錄數據”模式，在這種模式下做出的曲線更穩定準確

4.3.5 試驗模板環境設置

 在短路特性試驗模板，根據勵磁電流的范圍，發電機三相電流的范圍及其計量單位設定示波器的環境。

設置舉例：

對于3000A/75mV勵磁電流分流器，三相電流CT為800A/5A，勵磁電流單位是A，三相電壓單位是A，則此時示波器的設置如下：

通道1名稱為勵磁電流，坐標范圍0~3000，單位A

通道2名稱Ia，范圍0~900，單位A

通道3名稱Ib，范圍0~900，單位A

通道4名稱Ic，范圍0~900，單位A

通道1,2,3,4顯示，其余模擬量通道和開關量通道都不顯示，設置完成后點擊應用至模板，將設置保存

4.3.7 通道率定

根據所連接信號類型，對通道1,2,3,4進行信號類型和變比設定。

應用舉例

例1：對于3000A/75mV勵磁電流分流器，三相電流為800A/5A，勵磁電流單位是A，三相電流單位是A，使用儀器提供的5A/5V電流鉗測量三相電流，則此時通道率定的設置如下：

通道1,選擇100mV量程，率定點1設為0mV->0A, 率定點2設為75mV->3000A

通道2，選擇10V量程，率定點1設為0V->0A, 率定點2設為5V->800A

通道3，選擇10V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為5V->800A

通道4，選擇10V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為5V->800A

例2：對于額定電流為2000A的勵磁調節器，需要從4-20mA變送器取信號，三相電流為800A/5A，勵磁電流單位是A，三相電流單位是A，使用儀器提供的5A/10mA電流鉗測量三相電流，則此時通道率定的設置如下：

通道1,選擇20mA量程，率定點1設為4mA->0A, 率定點2設為20mA->2000A

通道2，選擇20mA量程，率定點1設為0mA->0A, 率定點2設為10mA->800A

通道3，選擇20mA量程，率定點1設為0mA->0A, 率定點2設為10mA->800A

通道4，選擇20mA量程，率定點1設為0mA->0A, 率定點2設為10mA->800A

4.2.6 試驗流程

將發電機三相出口對地短路，完成試驗連線完成，并完成試驗參數設置和通道率定

將發電機處于無勵磁狀態運轉，啟動儀器的短路特性試驗數據記錄

然后由0開始增加勵磁電流，當三相電流每次上升數值達到額定電流的10%，并且系統達到穩定后，點擊記錄數據，記錄此時的勵磁電流和三相電流

當三相電流上升到額定電流后，點擊記錄額定電流點的數據，然后點擊轉入下降流程，開始下降曲線的記錄

緩慢減少勵磁電流，當三相電流每次下降數值達到額定電流的10%，并且系統達到穩定后，點擊記錄數據，記錄此時的勵磁電流和三相電流

當三相電流下降到額定電流10%以下時，停止試驗

測試儀自動顯示測試結果，測試結果包括A相特性曲線，B相特性曲線，C相特性曲線以及A/B/C三相的合成曲線

點擊查看數據可以瀏覽試驗過程中的原始數據曲線

4.3.7 結果展示和參數計算說明

三相短路特性試驗計算的參數直軸同步電抗，發電機短路比，特性曲線（ABC三相升壓曲線和下降曲線的平均值）。

在三相短路特性試驗結果展示界面，用戶可以選擇查看上升下降曲線或者是特性曲線，曲線一共包括A,B,C三組，分別展示A,B,C三相機端短路電流對勵磁電流的關系。用戶還可以將測得的數據與保存的歷史曲線數據進行對比，以檢查發電機的三相短路特性曲線是否發生了變化。發電機三相短路特性曲線的結果展示界面如圖33所示，選擇詳細試驗結果時可以獲得計算所得的發電直軸同步電抗和發電機短路比。

4.4 甩負荷試驗

4.4.1 概述

甩負荷試驗的流程如下：

在主界面點擊甩負荷試驗按鈕->設定試驗參數->設定示波器環境->通道率定->啟動試驗->試驗結束->試驗數據分析與處理

4.4.2 應用

甩負荷試驗模板用于汽輪發電機或水輪發電機系統的甩負荷試驗過程數據記錄及其試驗結果參數自動計算

4.4.3 試驗連線

1> 連接A相機端電壓PT二次側至儀器CH1通道

2>連接A相機端電壓PT二次側至儀器CH2通道

3> 連接無源斷路器分閘信號至儀器開關量通道SW1

4.4.4 試驗參數設置

發電機甩負荷試驗儀器的采樣頻率為25KHZ，示波器顯示頻率為25HZ，交流信號顯示有效值，直流信號顯示40ms內的平均值。設置機組頻率波動值，保證在進行發電機甩負荷試驗時，額定頻率信號在采樣時的波動幅值小于預置的機組頻率波動值。CH2通道即A相機端電壓PT二次側，儀器顯示交流有效值，CH1即機組頻率，通過CH1通道的機組電壓波形計算而來。

注意：CH1通道工作在測頻模式，必須將CH1通道的量程設置在10V電壓檔

4.4.5 示波器模板設置

在甩負荷試驗模板，根據勵一次電壓的范圍，和頻率范圍設定示波器的環境。

設置舉例：

對于10kv/100V的PT，機端電壓單位是V，頻率的單位是Hz，則此時示波器的設置如下：

通道1名稱機頻，范圍30~100，單位Hz

通道2名稱機端電壓，坐標范圍0~12000V，單位V

模擬量通道1,2和開關量通道1顯示，其余模擬量通道和開關量通道都不顯示，設置完成后點擊應用至模板，將設置保存

4.4.6 通道率定

根據所連接信號類型，對通道1,2進行信號類型和變比設定。

應用舉例

例1：對于10kv/100V的PT，機端電壓單位是V，頻率單位是Hz，則此時通道率定的設置如下：

通道1，選擇10V量程，率定點1設為0->0Hz，率定點2設為10->10Hz

通道2,選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

4.4.7 試驗流程

試驗連線完成后，開機使發電機處于并網狀態運行，啟動儀器甩負荷試驗數據記錄，檢查和準備工作就緒后，跳開合閘斷路器使機組與電網解列，等待機組回到空載工況時，停止波形記錄。

4.4.8 試驗結果與參數分析

儀器計算所得的參數包括大頻率，頻率超調，頻率波動次數，穩定時間，大電壓，電壓超調，電壓波動次數和穩定時間。超調，波動次數和穩定時間均按照“大中型水輪機組試驗驗收規范”的定義進行計算所得。

4.5 同期試驗

4.5.1 概述

甩同期試驗的流程如下：

在主界面點擊同期試驗按鈕->設定試驗參數->設定示波器環境->通道率定->啟動試驗->試驗結束->試驗數據分析與處理

4.5.2 應用

同期試驗模板用于發電機系統與電網系統并列運行時對自準同期裝置的性能和參數進行校對

4.5.3 試驗連線

連接待并測PT的A相電壓至儀器CH1

連接系統側PT的A相電壓至儀器CH2

連接同期合閘令信號值SW1

連接斷路器信號至SW2

4.5.4 試驗參數設置

所有通道均展示儀器采樣的瞬時數值，該試驗的采樣頻率和示波器展示頻率都是25KHZ。同期試驗需要設置的參數包括錄波器啟動條件，同期合閘令信號類型，斷路器信號類型。錄波器啟動條件有全過程錄波和合閘令信號跳變錄波兩種選擇。全過程錄波是指試驗被啟動后儀器就開始了波形記錄，而合閘令跳變則指儀器檢測到合閘令跳變后才開始波形記錄。

在同期試驗模板通道CH5顯示的數據是同期過程中的脈動電壓波形，此時CH5的模擬量采集輸入失效

4.5.5 示波器模板設置

在同期試驗模板，根據勵一次電壓的范圍，配置通道率定并設置示波器參數

設置舉例：

對于機端電壓為10kv/100V的PT，系統電壓為10KV/100的PT，機端電壓單位是V，則此時示波器的設置如下：

通道1名稱機端電壓，坐標范圍-15000~15000，單位V

通道2名稱系統電壓，，坐標范圍-15000~15000，單位V

通道5名稱脈動電壓，坐標范圍-30000~30000，單位Hz

模擬量通道1,2，5和開關量通道1顯示，其余模擬量通道和開關量通道都不顯示，設置完成后點擊應用至模板，將設置保存

4.5.6 通道率定

根據所連接信號類型，對通道1,2進行信號類型和變比設定。

應用舉例

對于機端電壓為10kv/100V的PT，系統電壓為10KV/100的PT，機端電壓單位是V，則此時通道率定的設置如下：

通道1,選擇200V量程，率定點1設為0V->0V,率定點2設為100V->10000V

通道2，,選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

4.5.7 試驗流程

完成試驗連線后，機組開機至空載工況，點擊軟件主界面的同期試驗選項，設置試驗參數，配置示波器環境和通道率定，點擊開始試驗啟動儀器記錄過程，此時通過自動化系統給同期裝置發送合閘信號，等開關合閘以后停止波形錄制過程，試驗完成，儀器會自動計算合閘瞬間的壓差和角差。

4.5.8 試驗結果與參數分析

儀器計算所得的參數包括合閘瞬間的角差和壓差。在試驗結果查看界面點擊查看數據可以瀏覽試驗過程記錄的原始數據，通過示波器可以對原始數據進行放大和縮?。ň唧w操作請參考第三章示波器操作），將其調整至合適的尺寸，在原始數據圖上合閘跳變位置和斷路器合位置的時間差即為系統的導前時間。

4.6 勵磁系統10%階躍響應試驗

4.6.1 概述

10%階躍響應試驗的流程如下：

在主界面點擊階躍響應試驗按鈕->設定試驗參數->設定示波器環境->通道率定->啟動試驗->試驗結束->試驗數據分析與處理

4.6.2 應用

10%階躍響應試驗用于對發電機勵磁系統進行考核，以檢查勵磁系統的調節規律是否正確，調節參數和品質是否能滿足要求，在響應過程中是否有振蕩發生。

4.6.3 試驗連線

連接勵磁電流采樣信號至儀器CH1通道

連接A相機端電壓PT二次側至儀器CH2道

連接A相機端電壓PT二次側至儀器CH3道

4.6.4 試驗參數設置

勵磁系統10%階躍響應試驗的采樣頻率為25KHZ，示波器顯示頻率為25HZ，交流信號顯示有效值，直流信號顯示40ms內的平均值。CH2道即A相機端電壓PT二次側，儀器顯示交流有效值，CH1和CH3顯示直流數值

進行發電機10%階躍響應時，需要設置的參數包括空載機端電壓額定值，機端電壓在空載額定工況時的采樣波動幅值，此兩項參數用于確定機端電壓的穩定條件，即當儀器采集的電壓數據波動小于設定的采樣波動值時，儀器認為機端電壓已經達到穩定。試驗前可在機器端電壓升到額定電壓，然后啟動試驗采集數據，觀察此時采樣的大波動值，然后設定試驗參數的大采樣波動值，確定此數值比真實的波動值略大即可。

注意：CH3通道工作在測頻模式，必須將CH3通道的量程設置在10V電壓檔

4.6.5 示波器模板設置

在10%階躍響應試驗模板，根據勵磁電流的范圍，發電機機端電壓的范圍及其計量單位設定示波器的環境。

設置舉例：

對于3000A/75mV勵磁電流分流器，機端電壓的PT為10KV/100V，勵磁電流單位是A，機端電壓單位是V，則此時示波器的設置如下：

通道1名稱為勵磁電流，坐標范圍0~3000，單位A

通道2名稱Ua，范圍0~12000，單位V

通道2名稱機組頻率，范圍45~55，單位Hz

通道1,2,3顯示，其余模擬量通道和開關量通道都不顯示，設置完成后點擊應用至模板，將設置保存

4.6.6 通道率定

根據所連接信號類型，對通道1,2,3進行信號類型和變比設定。

應用舉例

例1：對于3000A/75mV勵磁電流分流器，機端電壓為10KV/100V，勵磁電流單位是A，機端電壓單位是V，則此時的通道率定設置如下：

通道1,選擇100mV量程，率定點1設為0mV->0A, 率定點2設為75mV->3000A

通道2，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

通道3，選擇10V量程，率定點1設為0->0Hz, 率定點2設為10V->10Hz

4.6.7 試驗流程

試驗連線完成后，開機使發電機處于空載狀態，啟動儀器點擊10%階躍試驗，設置試驗參數，示波器模板和通道率定，開始試驗以啟動數據記錄，在勵磁調節器LCD屏上給勵磁系統施加10%階躍響應，等待勵磁系統調節至穩定，停止試驗數據采集并保存試驗數據，儀器顯示該次階躍試驗的計算結果。如果需要再次進行10%階躍試驗，則需重新啟動試驗。

4.6.8 試驗結果與分析

試驗停止后，測試儀顯示計算所得的參數包括大電壓，電壓超調，電壓波動次數和穩定時間，點擊查看數據按鈕可以切換至原始波形數據瀏覽界面。超調，波動次數和穩定時間均按照“大中型水輪機組勵磁系統試驗驗收規范”的定義進行計算所得。

4.7 勵磁系統電壓頻率特性

4.7.1 概述

勵磁系統電壓頻率特性試驗的流程如下：

在主界面點擊勵磁系統電壓頻率特性按鈕->設定試驗參數->設定示波器環境->通道率定->啟動試驗->試驗結束->試驗數據分析與處理

4.7.2 應用

勵磁系統電壓頻率特性試驗用于對發電機勵磁系統進行考核，繪制勵磁系統電壓和頻率的關系圖

4.7.3 試驗連線

按照圖37所示的試驗參數設置界面連接測試線，獲取測試信號

1>連接A相機端電壓PT二次側至儀器CH1通道

2> 連接A相機端電壓PT二次側至儀器CH2通道

CH2通道即A相機端電壓PT二次側，儀器顯示交流有效值，CH1顯示直流數值

4.7.4試驗參數設置

頻率電壓特性試驗的采樣頻率為25KHZ，示波器顯示頻率為25HZ，交流信號顯示有效值，直流信號顯示40ms內的平均值。

進行發電機頻率電壓特性試驗時，需要輸入的參數包括自動還是手動記錄數據，自動記錄數據的步長，數據記錄對應的頻率變化方向。頻率變化方向是指試驗中頻率是增加還是減少。

注意：CH1通道工作在測頻模式，必須將CH1通道的量程設置在10V電壓檔

4.7.5試驗流程

試驗連線完成后，開機使發電機處于空載狀態，機組轉速調節至試驗起始頻率，啟動試驗過程，然后增加或者減少轉速，記錄此過程中的某些關鍵點，頻率變化到達截止點后停止試驗數據采集。

4.7.6參數計算與結果展示說明

該試驗獲得的試驗結果是頻率和電壓的關系特性曲線。

4.8 勵磁系統滅磁特性

4.8.1 概述

勵磁系統滅磁特性試驗的流程如下：

在主界面點擊勵磁系統滅磁特性按鈕->設定試驗參數->設定示波器環境->通道率定->啟動試驗->試驗結束->試驗數據分析與處理

4.8.2 應用

記錄發電機勵磁系統在滅磁時的滅磁曲線，并計算滅磁時間常數，以檢查勵磁調節器的滅磁性能是否能達到要求

4.8.3 試驗連線

1）按照圖38所示的試驗參數設置界面連接測試線，獲取測試信號

1> 連接勵磁電流采樣信號至儀器CH1

2> 連接勵磁機端電壓A相PT二次側至儀器CH2

3> 連接勵磁機端電壓B相PT二次側至儀器CH3

4> 連接勵磁機端電壓C相PT二次側至儀器CH4

CH2，CH3,CH4通道即ABC相機端電壓PT二次側，儀器顯示交流有效值，CH1顯示直流數值

4.8.4 試驗參數設置

滅磁特性試驗的采樣頻率為25KHZ，示波器顯示頻率也是50Hz，測試儀計算滅磁時間常數的方式為：從勵磁電流開始衰減到電壓下降到初始電壓的0.368倍之間的時間差。

4.8.5 示波器模板配置

在滅磁試驗模板中，根據勵磁電流的范圍及其計量單位設定示波器的環境。

設置舉例：

對于3000A/75mV勵磁電流分流器，三相機端電壓10KV，機端電壓PT為10KV/100，勵磁電流單位是A，機端電壓單位是V，則此時示波器的設置如下：

通道1名稱為勵磁電流，坐標范圍0~3000，單位A

通道2名稱機端電壓Ua，坐標范圍0~12000，單位V

通道3名稱機端電壓Ub，坐標范圍0~12000，單位V

通道4名稱機端電壓Uc，坐標范圍0~12000，單位V

通道1,2,3,4顯示，其余模擬量通道和開關量通道都不顯示，設置完成后點擊應用至模板，

4.8.6 通道率定設置

根據所連接信號類型，對通道1,2,3,4進行信號類型和變比設定。

應用舉例

例1：對于3000A/75mV勵磁電流分流器三相機端電壓10KV，機端電壓PT為10KV/100，勵磁電流單位是A，機端電壓單位是V，則此時通率定的設置如下：

通道1,選擇100mV量程，率定點1設為0mV->0A, 率定點2設為75mV->3000A

通道2，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

通道3，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

通道4，選擇200V量程，率定點1設為0V->0V, 率定點2設為100V->10000V

4.8.7 試驗流程設置

試驗連線完成后，開機使發電機處于空載額定勵磁狀態，點擊軟件主界面的滅磁特性試驗，設置試驗參數，示波器模板，進行通道率定，然后點擊開始試驗開始數據采集。在測試儀開始數據采集后，突然合滅勵磁開關，使勵磁系統消磁，停止試驗。儀器將自動記錄滅磁曲線和滅磁時間常數。

4.8.8 試驗數據計算與結果分析

滅磁時間常數是從勵磁電流開始衰減到電壓下降到初始電壓的0.368倍之間的時間差。在查看結果界面點擊“查看數據”可以瀏覽滅磁試驗過程的所有原始數據

第五章 注意事項

1 連接輸入信號時，請一定注意信號的允許輸入范圍

2 連接主機和終端時請先關閉主機箱的電源供電

附錄一 便攜式錄波儀電壓電流變換器使用說明

1 AC5A/AC5V和AC1A/AC5V變換器

AC1A/AC5V(AC5A/AC5V)變換器實現交流1A(5A)信號到交流（5V）信號的轉換，變換器誤差<0.1%，相角差<10分，變換器的內部電氣原理如圖1所示。

使用變換器與便攜式錄波儀連接時，請選擇對應的錄波儀通道檔位為10V，通道率定設置為：

對于AC1A/AC5V變換器設定為

0V -> 0A       5V->1A

對于AC5A/AC5V變換器設定為

0V -> 0A       5V->5A

2 DC1500V/DC10V變換器

DC1500V/DC10V變換器實現直流-1000V～1000V到直流-10V～10V的轉換，誤差<0.3%，允許輸入的大交流電壓信號是AC1060V，變換器的內部原理和接線如圖1所示。變換器的輸入阻抗為2M，電壓變換比為149.537。

使用變換器與便攜式錄波儀連接時，請選擇對應的錄波儀通道檔位為10V，通道率定設置為：0V -> 0V           10V->1495.37V