一章 引言

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(dǎo)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(dǎo)致被測系統(tǒng)發(fā)生故障。

1.2特性和技術(shù)參數(shù)

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?，軟件自動計算試驗結(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)*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(dǎo)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(fù)，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

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(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

第二章 組成

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

2. 試驗數(shù)據(jù)采集

3. 試驗數(shù)據(jù)分析

4. 試驗結(jié)果展示

5. 試驗報告生成

6. 試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果的存儲，導(dǎo)出

7. 歷史數(shù)據(jù)瀏覽

8. 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?/span>

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?，下次啟動軟件時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?，下次啟動軟件時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(dǎo)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(dǎo)出數(shù)據(jù)的時間窗口，一次導(dǎo)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 啟動與關(guān)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(guān)和插座在儀器主機箱右側(cè)，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(tǒng)供電。

關(guān)閉儀器時，首先使用軟件界面上的關(guān)閉系統(tǒng)，將儀器的所有軟件系統(tǒng)關(guān)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(cè)的電源開關(guān)切斷

3.2 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能用于設(shè)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(shù)設(shè)置內(nèi)容主要在試驗報告中展現(xiàn)，在軟件操作主界面中點擊“儀器設(shè)置按鈕”出現(xiàn)圖6所示儀器設(shè)置對話框。所有的設(shè)置信息都會被自動保存，下次再次啟動軟件時系統(tǒng)會維持上次修改的運行參數(shù)。

圖6 儀器設(shè)置

3.3 軟件系統(tǒng)升級

一般情況下儀器的軟件系統(tǒng)具有自恢復(fù)功能，即使儀器C盤下的文件系統(tǒng)被改變，下次啟動計算機時所有的改變將會被自動恢復(fù)，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(guān)閉系統(tǒng)”按鈕關(guān)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

啟動時會自動加載虛擬鍵盤，通過虛擬鍵盤用戶可以實現(xiàn)文字和數(shù)據(jù)輸入等功能，虛擬鍵盤的按鍵位置和功能與實際物理鍵盤*，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。

圖7 虛擬鍵盤啟動圖標

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(guān)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(guān)閉手寫鍵盤。

圖8 虛擬鍵盤

3.6 通道率定設(shè)置

圖9 通道濾定

通道率定是指設(shè)定采樣通道實測信號值和真實物理量的對應(yīng)關(guān)系，選擇正確的信號通道類型（電壓或電流）以及設(shè)定通道采樣的檔位，在軟件主界面點擊“通道率定”按鈕出現(xiàn)圖9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(yīng)的物理通道，如果選擇電壓信號則對應(yīng)的電流通道信號將不會被采集，選擇電流信號則對應(yīng)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(shè)定兩個采集點和真實物理量的對應(yīng)關(guān)系，一般情況下應(yīng)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(yīng)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(yīng)關(guān)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(dǎo)葉位移傳感器，假設(shè)傳感器輸出為0V時對應(yīng)的水力發(fā)電機調(diào)速器導(dǎo)葉開度為0%，10V時對應(yīng)的導(dǎo)葉開度為100%，則設(shè)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(dǎo)葉開度百分數(shù)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(xiàn)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(shù)值項，用戶只需要在待校驗的率定點輸入對應(yīng)的物理量值即可，當兩個率定點都獲得數(shù)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(shù)值項將顯示信號的交流有效值否則顯示直流平均值。

圖10 自動率定界面

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(fā)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(shù)據(jù)導(dǎo)出

所保存的所有試驗數(shù)據(jù)文件和試驗報告文件都可以通過移動存儲設(shè)備（U盤或移動硬盤）導(dǎo)出.

中所有的試驗文件都是圍繞試驗?zāi)０宄绦蚨M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(yīng)的試驗?zāi)０宄绦颍缓笤谠囼災(zāi)０逯鹘缑纥c擊“讀?。喊粹o則會出現(xiàn)如圖11所示界面。

用戶可以選擇導(dǎo)出文件的類型，可選的項目包括：“試驗文件”，“WORD報告文件”，“EXCEL數(shù)據(jù)文件”和“JPG圖形文件”，選擇要導(dǎo)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(dǎo)出的文件，則該文件會自動導(dǎo)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。

圖11 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

3.8 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)”，“查看結(jié)果”，“查看歷史數(shù)據(jù)”和“查看歷史結(jié)果”狀態(tài)時才可以保存數(shù)據(jù)。

點擊試驗?zāi)０宄绦蛑鹘缑娴淖x取按鈕會出現(xiàn)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(shù)據(jù)或結(jié)果的狀態(tài)，所保存的試驗曲線，結(jié)果和當時的試驗環(huán)境都會被重現(xiàn)。讀取歷史數(shù)據(jù)界面也可以清理存儲器中所存儲的歷史試驗文件。

圖12 讀取歷史試驗

3.9 制作試驗報告

試驗完成后試驗結(jié)果會以圖形或者數(shù)據(jù)的方式展示，在結(jié)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(shù)據(jù)等組合