SMU设备运行维护

1、1 SMU-1同步相量测量控制系统运行维护手册1.1 SMU-1运行维护1.1.1 SMU-1M端子接线及面板灯指示SMU-1M同步相量测量控制单元背部端子如图1.2.1所示123P1P5P2P3P4PW1PORT5PORT4PORT2PORT3PORT1P6P8P7GPSP21321图1.2.1 SMU-1M背部端子图P1-P4部分接入模拟量信号。由具体工程配置决定该处接入几组电压、电流信号，1个SMU-1M机箱最多接入48路模拟量。PW1为电源端子组成。该部分接入装置电源DC220V/110V或AC220V/110V。 PW1-1： DC（AC）220V+/110V+ PW1-2： DC（

2、AC）220V-/110V- PW1-3： CGNDP5-P20由16个16芯的端子组成，由4块开关量板组成（满配置时）。该部分接入开关量信号。由具体工程配置决定该处接入开关量信号的个数，1个SMU-1M机箱最多接入32个开关量。每个16芯的开关量端子定义（从左至右）如图1.2.2。图1.2.2 16芯开关量端子定义图在图1.2.2中，奇数端子为外部路开关量信号输入端，偶数端子为外部输入开关量信号的电源负端（电压等级为DC220V、DC110V、DC48V，若为DC48V时要外加电源模块），电源正端接至作为开关量信号输入的接点的另一端即一般为工程图纸上端子排的“开关量信号公共端”。接线时请参见

3、实际的工程图纸。注：每个SMU-1M机箱的前2路开关量为装置内部占用，所以外部输入的开关量信号从每台SMU-1M装置的第三个开关量位置输入。PORT5口为内部同步GPS通信光纤接口（接受）。这部分有3个光纤接口，从左到右的定义分别是：1同步采样脉冲（10KHZ），2秒脉冲（1PPS），3报文收。该部分光纤口一般接至SMU-1GPS的FOT1或FOT2口。连接时采用塑料多模光纤，具体连接方法为：SMU-1M SMU-1GPSPORT51 FOT1/22PORT52 FOT1/23PORT53 FOT1/21图1.2.3 SMU-1M GPS光纤接线示意图PORT4口为内部同步GPS通信光纤接口（

4、发送）。这部分有3个光纤接口，从左到右的定义分别是：1同步采样脉冲，2秒脉冲（1PPS），3报文发。若有多个SMU-1M机箱，则该部分光纤口可接至下一个SMU-1M机箱的PORT5口，实现共享GPS及同步。具体连接方法为：第1个SMU-1M 第2个SMU-1MPORT41PORT51PORT42PORT52PORT43PORT53图1.2.4 SMU-1M GPS光纤级连示意图 PORT4口在多台SMU-1M装置共用一台GPS时，级连光纤使用该光纤口。PORT2口为GPS RS232通信口。SMU-1M可以输出或接受GPS数据。串口规约为二进制GPS规约（9600Bps）。接外部GPS时，串口

5、波特率为4800Bps。但在同步相量测量系统中，不推荐采用这种GPS方式。PORT3口为RJ45网口。该口为与数据集中器，通讯口。并可对所记录的数据进行分析显示。PORT1口为DB9调试RS232串口。可使用SMU-1P上的串行口与之相连，在PC上打开TTY，设定到115200bps，8位数据，无奇偶位方式，即可与同步相量测量控制装置对话，显示其工作状态、定值，并可人工启动、复位等。该口为调试时使用，正常运行时，不应使用该端口。P21端子为告警信号端子。在SMU-1系列同步相量测量控制装置中，告警信号使用SMU-1CS装置上的接口，同时使用SMU-1M的这个12芯告警端子的3个告警信号。注：a

6、、GPS天线为弱电信号，应单独走线，不与控制电缆、CT/PT电缆并列。SMU-1M面板共有10个发光二极管指示装置工作状态，3个按键测试装置的功能。二极管定义如下： +12V12V工作正常 +5V5V工作正常 DATA装置内存中具有暂态记录数据亮 表示有数据 RUN装置正在运行闪烁表示正在运行 ERROR装置异常亮 表示装置有异常 SYNC装置同步状态。亮 表示装置处于同步状态 TRIG装置处于触发启动状态。亮 表示装置正在启动 BUF FULL装置缓冲区满状态。亮 表示缓冲区满 DISK FULL装置硬盘满状态。亮 表示硬盘满 COMM BUF通讯缓冲区有数据。亮 表示缓冲区有数据1.1.2

7、 SMU-1G端子定义及面板指示SMU-1G发电机同步相量测量单元背部端子如图1.2.5所示图1.2.5 SMU-1G背部端子图SMU-1G机箱背部由9个部分组成，如图1.2.5所示。SYNC口是GPS信号输入光纤口。这部分由3个光纤口组成，从上到下三个口的定义分别为：3秒脉冲（1PPS），2同步采样脉冲，1GPS串口收。该部分可接至SMU-1GPS的FOT3、FOT4、FOT5和FOT6的任意一个口。连接时采用多模ST头光纤，具体连接方法为SMU-1G上SMU-1GPS上SYNC3FOT3/4/5/63SYNC2FOT3/4/5/62SYNC1FOT3/4/5/61PW端子为装置工作电源接口

8、，接入等级为DC220V/110V或AC220V/110V，端子定义为： PW1： DC220V+ PW2： DC220V- PW3： CGNDPHA端子为发电机脉冲信号接口。端子定义为：PHA1、2空。（下面）PHA3、4为脉冲输入接口，4，3。包括键相脉冲（1脉冲/转）和转速脉冲（60脉冲/转）其脉冲输入方式在TTY中设置。AI端子接入发电机模拟量信号。其端子如下：AI1,2 机端A相电压。AI3,4 机端B相电压。AI5,6 机端C相电压。AI7,8 频率AI9,10 励磁电压一般输入4-20mA。AI11,12 励磁电流 一般输入为4-20mA。AI13,14 机端A相电流。AI15,

9、16 机端B相电流。AI17,18 机端C相电流。AI19,20， 21，22， 备用直流通道（可接入发电机AGC信号等）AI23，24备用直流通道。GND为1个接地螺栓。ETHER为以太网口，装置对外通讯采用此100M网络口对外通讯。COM为远程通讯串口（RS232）。目前暂不需使用。 DI1、DI2为开关量信号，接入16路开关量。 DI-1、3、5、7、9、11、13、15 遥信18正输入。 DI-2、4、6、8、10、12、14、16 遥信18负输入。 遥信的输入电压等级为24/48V，110/220V，供货时需要额外指出。装置面板状态： 面板上共有8个发光 RUN 亮 表示装置运行 G

10、PS SYNC 闪烁 表示装置接受到GPS同步报文 ROTOR闪烁表示装置接受到外部转子脉冲（键相脉冲、转速脉冲）GPS LOCK 闪烁表示装置已同步a闪烁表示装置接受到机端电压/D闪烁表示装置工作正常IEEE 1344 闪烁 表示装置正在向外部发送1344规约的报文 SERIAL 闪烁 表示装置COM口工作装置面板按键： 校核 按下后，装置自校。 触发 按下后，装置启动故障录波记录。维护端口：通过此端口，装置可用内部调试串口，对此进行调试。1.1.3 SMU-1CS端子定义及面板指示SMU-1CS同步相量数据集中器背部端子如图1.2.7所示图1.2.7 SMU-1CS背部端子图PW端子为装置

11、工作电源接口，接入等级为DC220V/110V或AC220V/110V，端子定义为： PW1： DC220V+ PW2： DC220V- PW3： CGNDSINGAL端子为告警及开出口，其端子定义为：SINGAL5、6为装置通讯异常告警。SINGAL7、8为GPS失步告警。其他端子为备用。KB为标准键盘接口，调试时使用。VGA为显示器接口，调试时使用。SC0、SC1为两路RS232串口。E0-E5是由6个以太网口组成，可实现对上（调度主站）及对下（SMU-1系列装置）的通信。1.1.4 SMU-1GPS端子定义及面板指示SMU-1GPS时钟同步单元背部端子如图1.2.8所示图1.2.8 GP

12、S端子图PW端子为装置工作电源接口，接入等级为DC220V/110V或AC220V/110V，端子定义为： PW1： DC220V+ PW2： DC220V- PW3： CGNDFOT1、FOT2光纤输出接口。该部分为塑料多模光纤口。该光纤口专用于短距离与SMU-1M通讯使用。其定义如下： FOT1-1，FOT2-1： GPS报文发 FOT1-2，FOT2-2： 信号同步脉冲 FOT1-3，FOT2-3： 1PPS秒脉冲信号。FOT3、FOT4、FOT5、FOT6为ST头多模光纤口。该光纤口专用于长距离与SMU-1G装置通讯。其定义如下： FOT3-1，FOT4-1，FOT5-1，FOT6-1

13、： GPS报文发 FOT3-2，FOT4-2，FOT5-2，FOT6-2： 信号同步脉冲 FOT3-3，FOT4-3，FOT5-3，FOT6-3： 1PPS秒脉冲信号。FOR为光纤扩展输入接口，该光纤口主要用于外部接连光纤输入使用。其定义如下： FOR-1： GPS报文收 FOR-2： 信号同步脉冲 FOR-3： 1PPS秒脉冲信号。装置面板有发光二级管2个： 运行 闪烁 装置运行 同步 常亮 GPS锁相1.1.5 SMU-1P辅助分析单元界面辅助分析单元开机启动后自动进入主界面如下：单击<子站配置>功能按钮，出现如下画面：画面中间左侧为设备树显示区。该后台机管理几台相角测量装置，

14、在此区域就应该配置几棵设备树。每棵设备树的树枝为与该树所代表的装置相关的设备。画面中间右侧为属性显示区，用鼠标单击设备树上的相角测量装置，此区域可以编辑该装置的相关属性，单击设备树上的设备则在此区域可以编辑相关设备的属性。在画面中共有五个按钮，功能说明如下：<添加装置>单击按钮，画面左侧将增加一台未命名的装置，画面右侧将出现该装置的11种属性。它们的意义分别如下：1) 厂站名称：装置所属的发电厂或变电站的名称2) 站号：在同一厂站中用于唯一标识装置的代号，为四位整数。3) IP地址：装置的IP地址，通过此地址后台机与装置通讯4) 模拟量通道数：装置所接入的模拟量通道总数5) 开关量

15、通道数：装置所接入的开关量通道总数6) GPS模式：装置接入GPS的情况(一般为外置GPS)7) 频率通道数：装置所接入的频率量通道总数8) 直流量通道数：装置所接入的直流量通道总数9) 存储方式：采用的存取介质10) UTC时差：装置运行当地与格林威治之间的时差11) 发电机数：装置所接入的发电机总数双击相应属性值即可对其进行修改，例如如下对厂站名称进行修改.<添加通道>单击按钮，弹出如下对话框，可有选择地为装置添加电压通道、电流通道、频率通道、直流通道和其它需要录波的通道。其中电压通道、电流通道、直流通道具有如下6种通道属性1) 通道名称：该量的名称2) 通道序号：该量所占用的

16、装置的通道的序号，从1开始，此属性输入0表示该量未接入装置3) 增益幅值：采样值与实际值的增益倍数4) 增益相角：采样值与实际值的相角差5) 偏置参数：采样值的偏置6) PT/CT变比频率通道具有如下属性1)通道名称：该量的名称2)通道序号：频率序号，从1开始配置完毕，单击<确定>按纽可返回主画面。单击<通讯配置>可进行转发配置。以上配置厂家工程人员均已配置完成，现场无需配置。单击<功角显示>可显示实时数据。单击<时钟显示>可显示系统时钟。单击<暂态数据>可显示分析故障录波数据。单击<修改定值>可进行启动定值修改。单击&l

17、t;子站触发>可进行通讯触发，记录录波数据。其余按纽不使用。1.2 SMU-1校验PMU装置的现场校验，包括实时数据精度的校验（额定频率下精度校验、变频率下的精度校验、谐波条件下精度校验、三相不平衡状态下精度校验、功率因数变化条件下精度校验），实时记录测试，通信性能测试（数据帧上传速度、报文平均间隔、帧头出错率、帧长出错率、CRC校验出错率检测）、通信规约的正确性检验、GPS时钟精度校验等部分。PMU装置采用480010000点/秒的采样速率对电流、电压进行采样，由快速富利叶变换（FFT）算法得到的动态相量数据按每秒25100帧速率传输。电网的相量数据随着时间的变化而快速变化，传统的校验

18、装置或交流采样变送器等不能提供动态相量数据，只能提供电网稳态的幅值数据。长期以来，大量PMU现场性能测试仅检验其幅值精度，其他指标只能在比较好的实验室条件下进行，尤其对其中关键性的卫星时间同步精度、机组内电势功角和线路相量、通信规约和传输性能等缺乏直接的测试手段，一般通过系统联网后，由主站粗略核对相角测量的正确性，故只能对其定性，不能进行定量的误差分析，对分布在不同厂站的PMU采集的大量电网动态数据，难以按照技术标准确定测量精度和鉴别超差数据，严重影响技术评价、竣工验收和运行维护。采用检测数据与被测数据同步比对法的PMU装置现场校验方法，主要利用PMU动态性能测试仪及模拟主站通信和数据分析软件

19、，对现场PMU装置进行比对试验，其方法如下：1） PMU测试仪将现场被测PMU装置的电压信号并连接入，电流串联接入，保证PMU测试仪和被测PMU装置获得同源交流信号。2） 使PMU测试仪及被测PMU装置分别接收各自的GPS卫星时钟同步信号，使同步相量的测量误差包含GPS卫星时钟和同步的误差。3） 装载模拟主站通信软件的PC机，通过数据局域网同时接收PMU测试仪及被测PMU装置的实时动态相量数据，并可按照每秒100帧/50帧/25帧的速度接收和处理数据报文。4） 对来自PMU测试仪及被测PMU装置的实时动态相量数据，按各自数据报文携带的GPS时标进行时间同步排序，再对一段时间内各相同时刻的两组数

20、据进行误差比对、均方根误差计算。测试完成后，自动生成测试记录表格。5） 因PMU装置为480010000点/秒的高速采样和25100帧/秒快速富离叶变换计算，不可避免的会出现白噪声干扰引入误差，其随机误差一般符合正态分布，故采取经典的正态分布误差统计理论来判定PMU测量精度和误差置信区间。6） 由装载模拟主站通信软件的PC机测试PMU装置的通信软件与标准通信规约的符合性，还可对通信流量的平稳性、数据桢的出错率、命令管道的正确响应率等进行测试和分析。7） 现场测试方法的示意图如下：待测PMUPMU测试仪模拟PMU主站1.2.1 通讯校验1、配置子站打开smu1g.exe，配置变比。打开pmuma

21、insim.exe，在配置信息项中新建测试站点，IP地址及端口号须与sys.cfg配置文件一致，出厂默认设置为地址：192.168.0.121，数据端口8000，命令端口8001，离线文件端口8600，版本2，该站点不是参考子站。再新建PMU测试仪站点，IP地址：127.0.0.1，该站点须设置为参考子站。1、 命令管道测试打开命令管道通道码显示窗，请求发送请求CFG-1文件，返回配置信息。发送CFG-2文件，再下发CFG-2文件，通道码显示窗均有返回通道码。如无返回信息，请检查通讯配置及转发配置是否正确。联网触发，观察各PMU装置是否均启动录波。2、 数据管道测试打开测试站数据管道通道码显示

22、窗，打开实时数据，观察通道码、波形图、数据及数据流量是否正常。华北规约流量为100帧/秒，华东规约流量为25帧/秒，打开流量显示窗时请将数据通道码、波形图及数据显示窗关闭，否则流量显示可能不稳定。将测试仪接入HUB，打开测试仪数据管道道码显示窗，打开实时数据，观察通道码、波形图、数据及数据流量是否正常。测试仪流量固定为25帧/秒。3、 离线文件管道测试首先确认后台smufiletrans.exe已运行，检查实时文件与故障文件按不同检索方式是否均能正常上送至主站。由于离线文件传送速率较慢，每次传送文件数量不宜过多。检查主站DATA文件夹中接收的文件与后台存储的文件是否大小一致。1.2.2 PMU

23、装置精度校验1、交流量幅值校验将系统各电压回路端子同极性并联，各电流回路端子顺极性串联。用测试源加入额定值，在后台子站配置项中进行校验，键入密码dpr，保存参数。校验精度要求0.2%，如精度不够，可手工修改幅值增益参数。校验完毕，更改输入值，检查输出值是否正确。2、交流量相角校验装置与测试仪均需接入GPS天线，将UA同时接入测试仪。待两装置均同步锁相后，用模拟主站打开实时数据同时打开参考子站数据并保存数据。记录一段时间后关闭实时数据，在配置信息项中将测试仪设为非参考子站，在统计分析项整分整秒数据分析中分别装载相应数据比较两装置相同时刻UA角度差，在后台子站配置项相角增益参数中补偿U1A相角，相

24、角每度对应补偿参数为1000。补偿前三相角差满足120度关系时可将B、C相用相同系数进行补偿。第一条线路相角校验完毕后，用TTY程序登陆超级用户后执行ang命令对各相相角进行校验。相角精度要求0.2度。3、功率精度测试检验各条线路功率精度，要求0.5%。一般幅值与相角精度较高时，功率精度均能达标。4、频率测试加入额定电压，频率误差要求不大于0.005Hz。5、直流量校验6、内电势及计算功角测试输入不同电压和电流值，比较内电势与计算功角与理论值是否一致。内电势幅值显示于实时窗，内电势相角计算值显示于后台主界面功角显示栏中相应功角通道，测量功角值显示于实时窗。输入值计算标准值UIPhiEqdelt

25、a100%UN100%IN0º78.203V30.963º30º91.1996V21.786º90º114V0º100%UN20%IN0º57.5V6.8427º30º61.154V5.6º90º68.4V0º50%UN100%IN0º62.03V50.1944º30º66.7913V33º90º85.5V0º7、脉冲测试在测试仪上加入UA、IA，将脉冲控制开关打在输出位置，用万用表测量测试仪脉冲端子可测得约DC2.

26、5V信号。将此脉冲信号接入SMU-1G，用TTY程序执行pha命令观察是否能测到脉冲。脉冲频率随输入频率变化，相角随A变化。在脉冲正确接入的情况下模拟机组开机过程：先降低电流输入使其小于零门坎，降低电压输入使其小于30%UN，然后升高电压使其大于70%UN，观察初相角是否校验成功。校验成功后，升高电流使其大于零门坎，改变输入相位角，观察测量功角值是否随之改变。注意：为确保脉冲输出正常，测试仪电压与电流输入始终不可降至零。1.2.3 启动校验包括电压越上限、电压越下限、电压突变、电流越上限、电流突变、频率越上限、频率越下限、开关量启动测试。1.3 SMU-1检修1.3.1 SMU-1GPS时钟同

27、步单元现象1: 运行灯和同步灯同时熄灭,光口不发光. 故障原因及解决办法:检查GPS装置的电源输入是否正确?输入正确则装置电源模块坏需更换;输入不正确则检查直流电源或输入回路问题(包括空开,接线等是否松动)现象2: 运行灯亮正常和同步灯熄灭,光口发光正常(10KHz 常亮,1PPS一秒闪一次,GPS报文为不规则闪烁). 故障原因及解决办法:检查采集单元SMU-1M的SYNC(同步)灯是否常亮.常亮则同步灯故障,不亮则为GPS失步.需观察天气情况,如云层较厚则观察等天气转好后自然恢复正常.如天气良好,检查GPS天线及蘑菇头等是否连接完好,有无松动情况,均正常则可将GPS天线从GPS装置上拔下(最

28、好停电处理),用万用表量GPS天线的芯与屏蔽层之间的电阻,如短路则需更换天线或蘑菇头及GPS装置内的GPS模块.如阻值在1K左右则可能为GPS模块问题需更换GPS模块.1.3.2 SMU-1M 线路同步相量采集单元现象1: +12V,+5V灯不亮故障原因及解决办法:装置失电,检查外部电源正确是否输入,装置电源空开是否合上,接线及端子是否松动及有连接问题,均正确电源输入装置正常,则为电源板坏,更换电源模块.现象2: +12V,+5V灯亮,RUN（运行）灯不闪.故障原因及解决办法:装置时钟信号输入不正确,检查装置的GPS输入的10KHz信号是否有光或接触是否良好.检查是尾纤问题还是GPS问题.现象

29、3: BUF FULL DATA COMM BUF 三个灯同时亮.故障原因及解决办法:装置故障文件未传到辅助分析单元.检查网络通讯是否正常。现象4: BUF FULL DATA灯常亮。COMM BUF 灯未亮。RUN（运行）灯正常。故障原因及解决办法:装置连续录波。检查启动原因，检查定值设置是否合理，是否有零门坎为设置情况。现象5: SYNC(同步)灯熄灭或间歇性熄灭。RUN（运行）灯正常。故障原因及解决办法:装置接受GPS信号未锁定。检查GPS装置本身是否锁定，检查装置的GPS报文和1PPS（秒脉冲）的光纤信号接入是否正确可靠。如以上均正确未同步则用TTY或TELNET 登陆到装置内部检查G

30、PS搜星情况和锁定情况。如未收到报文检查或更换装置的DSP板。1.3.3 SMU-1CS 数据集中处理单元现象1: RUN灯不闪。 故障原因及解决办法: 装置失电,检查外部电源正确是否输入,装置电源空开是否合上,接线及端子是否松动及有连接问题,均正确电源输入装置正常,则为电源板坏,更换电源模块.现象2: RUN灯闪烁。ET0 灯未闪烁。故障原因及解决办法:采集装置数据未输入。检查ET0网口的网线是否连接好。能否PING通采集装置.检查采集装置的定值设置中DC数据集中器的指象是否正确.现象3: RUN灯闪烁。ET0 灯闪烁,ET1或ET2 灯未闪烁。故障原因及解决办法:与主站通讯未通.检查是否能PING通主站.能 主站系统是否启动. 不能检查通讯设备及通讯线路是否有故障.1.3.4 SMU-1P 辅助分析单元1显示器不显示。 故障原因及解决办法: 检查显示器是否屏保,重新开电.仍无法显示,检查POWER灯是否点亮,未亮检查交流电源是