PMU调试指导入门手册V.docx

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PMU调试指导入门手册V

PMU调试入门手册V1.0

本手册旨在引导初学者快速掌握PMU的调试技能，熟悉PMU子站使用的各种产品。

根据手册能独自完成常规的PMU子站调试工作。

本手册内容主要包括PMU子站设备软硬件介绍，配置工具的使用方法，以及常见问题处理。

一、PMU子站简介

电力系统同步相量测量装置PhasorMeasurementUnit（PMU）用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置。

PMU的核心特征包括基于标准时钟信号的同步相量测量、失去标准时钟信号的守时能力、PMU与主站之间能够实时通信并遵循有关通信协议。

现有PMU大多依靠美国的GPS系统进行授时，部分设备已经开始采用GPS和北斗系统双对时。

目前公司的PMU产品为CSS-200系列和CSD-361系列，至2012年起，新建项目开始使用CSD-361系列PMU。

想深入了解四方PMU产品，建议大家从CSS-200系列开始学习了解，更容易掌握PMU的原理及功能。

1.PMU子站在系统中的作用

1）同步采样和相量计算；发电机内电势测量；

2）实时数据上传，可同时与多个主站实时通信，参照IEEE1344、IEEEC37.118、《电力系统动态监测系统技术规范》的要求设计，可以与符合标准协议的任何其它主站系统进行数据交换；

3）稳态循环记录相量、功率、频率等数据；

4）动态短时记录模拟量采样数据，支持模拟量触发、开关量触发、联网触发、手动触发等多种扰动记录触发方式；

5）记录数据分析工具，实现数值浏览、波形复现、数据格式转换等功能。

2.PMU子站的通讯功能

PMU子站主要用于和主站（调度）进行通讯，也可与本地工作站通讯。

网络结构图如下：

如上图所示，PMU子站将采集到的数据通过调度数据网上送至调度主站。

这里简单介绍下调度数据网的知识，对于电厂的调度数据网来说，按照电力二次系统安全防护工作要求安全分区，网络专用，横向隔离，纵向认证，保障电力监控系统和电力调度数据网络的安全。

电力调度数据网原则上区分为生产控制大区和管理信息大区。

生产控制大区分为控制区（安全区I）和非控制区（安全区II）。

PMU子站需接入安全区I。

在于调度进行通讯时，通讯质量也与调度数据网息息相关。

二、CSD-361系列和CSS-200系列PMU子站软硬件介绍

1.CSS-200系列

CSS-200系列包括WAMS主站及PMU子站设备，这里仅介绍PMU子站设备。

常见的PMU子站设备包括：

数据集中处理单元（CSS-200/1P）、同步相量采集单元（CSS-200/1A）、内电势测量单元（CSFU-107）、网络通讯设备（CSC-187A/B/C/D/E）、对时装置（CSC-196）等。

系统网络结构如下图所示：

对于各个类型的装置不再一一详细介绍，有需要的同事可以查看对应的说明书，了解装置各详细参数。

下面主要对数据集中处理单元、同步相量采集单元、内电势测量单元和监控后台做介绍。

1）数据集中处理单元

CSS-200/1P区分CSS-200/1P-1\2\3\4，CSS-200/1P-1\2\3均采用QNX系统，CSS-200/1P-4采用Linux系统。

两者功能上一致，仅操作系统不一致，搭载的后台监控软件和配置方法上也有所区别，在调试中务必注意。

目前，我部门接触到的老PMU子站，CSS-200/1P-1\2基本上很少见，主要还是CSS-200/1P-3装置。

该装置并非由四方生产，而已外协厂家生产，实际上是一台工业计算机，内置硬盘、内存、处理器等，外设键盘、鼠标（PS2口）及显示器。

1P-3和1P-4的区别在于内置的DOM盘不一样，硬件上也有所优化。

CSS-200/1P在PMU子站中主要负责处理同步相量采集装置采集到的数据，将数据实时保存至本地硬盘（滚动存储14天），并将数据上送至调度主站。

也就是说，调度看到的数据应和存储至硬盘数据一致。

这也是与调度进行数据核对时可参考的地方。

另外，硬盘并不影响系统正常启动及运行，仅负责存储数据。

CSS-200系列PMU的监控后台软件也存储在数据集中处理单元，分为QNX及Linux两种监控程序，在调试时更新程序时务必注意。

同时，数据集中处理单元均自带系统还原功能，通过命令将装置还原至出厂设置，也可进行备份，备份后再还原则还原至该备份，与windows系统还原功能类似。

CSS-200/1P在PMU子站中的地址是独立的，默认出厂设置为192.188（178、168、158）.130.44对应ETH0、ETH1、ETH2和ETH3。

如果一套PMU子站中有两台1P装置，一台IP地址为44，另一台为45。

2）同步相量采集单元

CSS-200/1A装置分为CSS-200/1A-1\2\3\4\5，目前广泛使用的是CSS-200/1A-5，与其它CSS-200/1A装置的区别在于交流插件（只可配置三块）可灵活配置，管理插件CSS-200/1A-5可兼容通系列其它1A装置。

CSS-200/1A装置在PMU子站中有独立的IP地址，根据ID号来进行设置。

ID号从0开始顺序递增（对应的IP地址：

192.178.130.2），常见的QNX系统能支持不超过8台CSS-200/1A装置接入，Linux系统最大能支持12台CSS-200/1A装置接入。

3）内电势测量单元

发电厂中的PMU子站通常需要采集发电机的内电势信号，CSS-200系列PMU使用CSFU-107装置来采集发电机内电势，一台机组需配置一台107装置，通常与外部键相脉冲传感器配合使用，也可以从汽机TSI系统的机组转速传感器取得信号。

无论采集哪种采集方式，都要求输出的信号为电压信号。

CSFU-107装置在PMU子站中也有独立的IP地址，与CSS-200/1A装置一样，根据ID号来进行设置。

ID号从16开始顺序递增，对应的IP地址为192.178.130.100。

一般来说，键相脉冲传感器采集的机组脉冲信号接入装置后，需要进行拨码设置后，装置才能运行正常。

拨码分为两部分，SW1和SW2：

内电势测量装置利用比较器原理将键相脉冲整形为CPU可以直接利用的TTL电平，应将比较器阈值设定在键相脉冲的高低电平中间，且阈值电压尽可能远离脉冲高电平和低电平。

SW1的开关1处于ON档位时，将把输入信号幅值减为三分之一后再引入比较器，开关1处于OFF档位时，不改变输入信号幅值，SW1的其它开关对输入信号不起作用。

电阻串的分压值通过SW2切换后引入比较器的另一个输入端，电阻串中所有的电阻阻值相等；SW2某路开关处于ON档位时，左右两侧导通，对应的电阻分压信号引入比较器，如下表所示；实际应用中也可将多个开关同时拨到ON档位，此时这些开关间的电阻相当于被短路，实际的阈值可以通过计算得到。

拨码开关SW2对应的比较器阈值

SW2对应开关ON，其它开关OFF

1

2

3

4

5

6

7

8

比较器阈值

11.25V

7.5V

3.75V

0V

-3.75V

-7.5V

-11.25V

-15V

简单的算法如下：

正常情况下是8档，因此每档之间的电压为30/8=3.75V；如果根据理论计算出的阈值需要其它的档位，则需进行拨码，如调整为6档，则每档之间的电压为30/6=5V，把SW2-1、SW2-2、SW2-3拨至ON，则SW2-1、SW2-2、SW2-3表示电压为10V，SW2-4表示5V，依次递减；如把SW2-2、SW2-3、SW2-4拨至ON，则SW2-1表示电压为10V，SW2-2、SW2-3、SW2-4表示5V，依次递减。

当键相脉冲输入信号正常，且比较器阈值拨码设置合理时，装置前面板PULSE指示灯应一秒闪烁一次，ALERT1指示灯应始终熄灭（不存在其它故障）。

4）监控后台软件

目前，CSS200/1P的软件版本分为QNX（V2.163）和Linux（V1.8_8和V1.8_12）。

在进行版本升级时，注意将css200/bin目录下的文件先删除再进行上传，尽量不要替换或覆盖，原因在于每版程序的文件数量不一定都是一致的。

QNX和Linux系统的监控后台功能都一致，仅界面风格不太一样，另外，QNX系统的分辨率是自适应的，但Linux系统的分辨率需要在系统启动时，进BIOS修改。

一般来说，装置断电重启后，应能自动加载至监控界面，无需输入任何指令。

如重启后停留在系统灰色界面，常规来说，一般是配置文件不合格导致，重新检查配置文件是否正确。

修改后再重启装置查看，直至断电重启后能直接启动至监控后台。

基本上在进行程序替换，配置修改后，需重新验证配置，验证方式以命令的形式执行，流程如下：

系统键+S调出命令窗口，输入：

#cdcss200/bin

#chmod777*（修改可执行程序的权限）

#./initrig（重新生成触发配置）

#./inicheck（验证配置是否正确）

在验证配置时，尽管只有pmu.ini的配置提示，同时需要注意其它配置项（CSS200_1AX）中的内容与pmu.ini中的内容对应上，如间隔名称等。

其它的命令，如查看文件夹，在线修改配置文件等操作方法，见《同步相量测量单元调试手册》。

2.CSD-361系列PMU

CSD-361系列是公司推出的新一代产品，基于LINUX内核，操作方法与LINUX系统的CSS-200/1P装置类似。

但无论从装置外观，系统结构以及配置方法上与之前的CSS-200系列有很大的区别，调试时务必注意。

对于CSD-361的系统结构来说，最主要的改变在与功能上的整合，数据采集和数据处理由不同插件来完成，而不是独立的装置了，而且键相脉冲信号的采集也整合到交流插件中，而不再单独配置独立的采集装置了。

简单点概述，新一代的PMU子站产品分位主机CSD-361A或CSD-361C，从机CSD-361B或CSD-361D。

简略的网络结构示意图如下：

关于装置的硬件介绍，这里不一一赘述，请大家查看对应的装置说明书。

1）CSD-361装置软件简介

目前，研发归档的程序有：

管理插件和计算插件程序，务必注意这两者的程序是有区别的，替换时一定要核对好后再下载，否者插件重启后无法正常工作。

交流插件的DSP程序，一般来说交流插件的程序需配合管理插件程序使用。

管理插件和计算插件的程序列表：

2）CSD-361配置工具的简介

针对CSD-361的配置，研发开发了对应的配置工具，避免手动修改导致的一些错误。

工具的使用详见《CSD361现场调试手册》。

CSD-361配置工具不仅仅只是制作PMU子站的配置，还包括查看各个交流插件的工作状态，外部键相脉冲信号的波形，交流插件的升级等功能，请大家在调试时完全掌握好工具的使用功能。

3）CSD-361各插件程序下载介绍

CSD-361管理插件和计算插件以及交流插件，开入插件及开出插件在现场调试时均需更新地址或程序。

管理插件和计算插件的程序使用FlashFTP或者其它FTP工具将程序文件上传到管理插件或计算插件（用户名root，密码root）/mnt/nor目录下。

开入插件和开出插件在站内需配置为唯一的地址，应与配置工具中配置的插件地址一致。

使用串口线连接调试PC机的串口和开入插件、信号开出插件的10针调试串口，参照《新平台IO插件地址下载方法C65009》设置开入插件和信号开出插件的ID，开入插件的ID号从0x0E开始分配，信号开出插件的ID号从0x01开始分配。

交流插件升级时需使用AIConfig.exe，打开程序后，在程序界面上方会看到如下所示菜单栏和工具栏。

当“

”显亮色后，用鼠标左键点击该按钮连接装置。

在图中左侧的IP地址栏里将显示本装置机箱内所有AI插件的IP地址。

用鼠标选择一个IP地址，并根据插件的实际类型在右侧插件类型栏下拉菜单中选择AC6U6I、AC6U6I-脉冲、AC9I、AC12U、DC12I或其他类型中的一种，点“连接”按钮连接选定的AI插件。

点击软件上方菜单栏中的“固化-固化操作”菜单，在弹出的对话框中点击“选择”按钮，选择需要下载的模入CPU插件正式归档程序文件（*.ldr），该文件的大小、CRC校验码以及远程文件名都将显示在对话框中的对应位置。

点击“固化文件”按钮，正常情况下约等10秒钟后，操作提示对话框会给出程序下载成功或失败的提示，例如“1#AI插件文件更新成功2010-07-2716:

17:

04.949”。

如果下载过程不顺利，操作提示对话框也会给出相应的错误提示，最常见的错误提示是“目的IP地址tftp服务器出错,请确认IP地址是否正确!

”或“超过3次重传次数”。

此时，应注意检查网络连接是否正常。

再次点击对话框中“选择”按钮，根据AI插件实际类型正确选择AIConfig\cfg目录下的配置文件，所选配置文件的大小、CRC校验码以及远程文件名都将显示在对话框中的对应位置。

点击“固化文件”按钮，正常情况下约等10秒钟后，操作提示对话框会给出程序下载成功或失败的提示。

点击对话框中“远程重启”按钮重启该插件以完成程序文件和配置文件更新。

（如果界面中没有“远程重启”按钮，则点击界面中的“设置”按钮，在弹出对话框中选择“允许远程重启操作”选项，“确定”后即可出现，如下图所示。

）

重复以上步骤分别完成本装置内其余AI插件的程序文件和配置文件的更新。