1.電力系統(tǒng)錄波儀概述
錄波儀是集成了電氣試驗(yàn)、故障錄波、綜合電力監(jiān)測功能的便攜式儀器，采用一體機(jī)結(jié)構(gòu)，內(nèi)置高性能的處理、采集、運(yùn)算和通訊組件，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理能力，可用于電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)測量和暫態(tài)記錄分析。
錄波儀配置了多種模擬通道，全部采用電氣隔離技術(shù)，隔離耐壓達(dá)DC3000V；模擬通道類型包括交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流、轉(zhuǎn)速信號等，覆蓋了電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的電氣信號類型。開關(guān)輸入信號類型包括有源、無源兩種。開關(guān)輸出信號為繼電器節(jié)點(diǎn)。
錄波儀具備功能完備的集成軟件，包括了錄波、試驗(yàn)、監(jiān)測、長時(shí)記錄等功能。配套提供的遠(yuǎn)程機(jī)（上位機(jī)）軟件可通過局域網(wǎng)與錄波儀連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作。
錄波儀主要功能包括：
實(shí)時(shí)監(jiān)測：錄波儀接入了16路模擬量、16路開關(guān)量。實(shí)時(shí)顯示波形、諧波、矢量圖，并實(shí)時(shí)計(jì)算模擬量有效值、派生量（頻率、有功、無功、功角、零序、負(fù)序等）。
發(fā)電機(jī)電氣試驗(yàn)：多種發(fā)電機(jī)特性測試試驗(yàn)項(xiàng)目，包括發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)、短路試驗(yàn)、頻率特性、進(jìn)相試驗(yàn)、甩負(fù)荷試驗(yàn)、轉(zhuǎn)子交流阻抗、同期裝置校驗(yàn)等，以及勵磁調(diào)解器的各項(xiàng)試驗(yàn)，例如階躍試驗(yàn)、滅磁試驗(yàn)、零起升壓試驗(yàn)等。
故障錄波：具備完整的故障錄波器功能，按預(yù)定義的故障判據(jù)監(jiān)測實(shí)時(shí)信號，在符合判據(jù)時(shí)啟動波形錄制?？稍陔娏ο到y(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化過程。
長時(shí)錄波：長時(shí)間連續(xù)記錄模擬量的波形和有效值、開關(guān)量狀態(tài)。可記錄31天，可選采樣頻率為10kHz。
2.電力系統(tǒng)錄波儀參數(shù)規(guī)格
2.1 常規(guī)參數(shù)
表2.1 常規(guī)參數(shù)
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硬件配置
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顯示屏
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15.6" LCD；分辨率：1366×768
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存儲
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硬盤120GB，內(nèi)存4GB
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通訊接口
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網(wǎng)絡(luò)：1個10/100Mbps 802.3u接口、2個USB接口
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通道數(shù)
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模擬量
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16路
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開關(guān)量
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16路
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派生量
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24路
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輸入通道
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同步采樣頻率
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10K/s,20K/s,50K/s,100K/s可選
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**性
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電氣隔離耐壓3000VDC
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工作電源
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交流電源
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額定電壓：單相220V，50Hz,允許偏差-15%～+15%
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直流電源
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額定電壓：220V，允許偏差-15%～+15%
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結(jié)構(gòu)
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機(jī)箱尺寸（mm）
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407 (寬) ×150(高)×370(深)
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重量
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10kg(含鋁合金包裝箱)
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環(huán)境
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工作溫度
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室內(nèi)使用，-5 ～ +45℃，相對濕度5 ～ 95%
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存儲環(huán)境
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室內(nèi)保存：-5 ～ +45℃，濕度95rh%以下（不凝結(jié)）
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2.2 模擬通道
錄波儀裝有8個模擬信號處理模塊，每個模塊由2路模擬通道組成。
表2.2 模擬通道
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技術(shù)指標(biāo)
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A/D分辨率
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16位
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有效值準(zhǔn)確度
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0.2%
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通道類型
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交流信號
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用RMS（均方根）算法計(jì)算有效值
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直流信號
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用平均值算法計(jì)算有效值
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轉(zhuǎn)速信號
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處理并提取過零點(diǎn)信息，計(jì)算轉(zhuǎn)速、功角等參量
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4～20mA信號
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用平均值算法計(jì)算有效值
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測量范圍
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交流電壓通道
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AC150V～AC1000V
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交流電流通道
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直接接入
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AC10A
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電流鉗
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AC1A～AC200A
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直流電壓通道
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DC±100mV、DC±2000V
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直流電流通道
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直接接入
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DC±200mA
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霍爾電流鉗
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DC±100A
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轉(zhuǎn)速通道
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光電傳感器或渦流傳感器；1:1或1:60
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模塊種類詳見“附錄A”，模擬通道輸入特性詳見“附錄B”。
8個模塊的通道類型、測量范圍，可根據(jù)用戶要求調(diào)整，或根據(jù)用戶要求提供其他種類模塊。
2.3 派生量
錄波儀*多可設(shè)置24路派生量，各類型的準(zhǔn)確度如表2.4所示。派生量的具體類型及設(shè)置參見“6.1 參量設(shè)置-派生量”。
表2.3 派生量
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類型
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準(zhǔn)確度
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頻率
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±0.02Hz
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有功功率
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0.5%，cosφ1.0～0.5 電壓＞50% 電流＞10%
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無功功率
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0.5%，sinφ1.0～0.5 電壓＞50% 電流＞10%
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兩矢量差，兩矢量和，交流阻抗
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0.5%
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功率因數(shù)，正序，負(fù)序，零序，兩相負(fù)序，同期壓差
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1%
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相角差，實(shí)測功角，線路功角
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±0.3°
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計(jì)算功角
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±1.5°
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標(biāo)量和
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由引用參量決定
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標(biāo)量差
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由引用參量決定
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一次函數(shù)
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由引用參量決定
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2.4 開關(guān)量通道
錄波儀可接入16路開關(guān)量（有源節(jié)點(diǎn)外部電壓范圍參見表2.4）。也可根據(jù)用戶要求配置有源節(jié)點(diǎn)的電壓范圍。
表2.4 開關(guān)量通道
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通道類型
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技術(shù)參數(shù)
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有源節(jié)點(diǎn)8路、無源節(jié)點(diǎn)8路組合
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有源節(jié)點(diǎn)接入DC24~220V
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無源節(jié)點(diǎn)8路、有源節(jié)點(diǎn)4路和開出量4路
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有源節(jié)點(diǎn)接入DC24~220V
開出量空節(jié)點(diǎn)輸出，AC220V/5A
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無源節(jié)點(diǎn)16路
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/
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2.5 轉(zhuǎn)速通道
轉(zhuǎn)速信號通道板示意圖如圖2.5.0所示：
錄波儀可以測量3種轉(zhuǎn)速信號（可提供DC-5～0V的偏置電壓）：
1:1信號
即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)生一個脈沖信號。例如，在軸上刷一條反光漆，使用光電傳感器輸出的信號。
此時(shí)應(yīng)將面板上的撥動開關(guān)撥至1：1處，并通過調(diào)節(jié)偏置旋鈕，使得脈沖信號基本達(dá)到正負(fù)對稱。傳感器輸出的脈沖信號可以使用示波器觀察，也可以將其并聯(lián)至錄波儀的DC±300V，用“實(shí)時(shí)波形”功能觀察。例如，觀察到脈沖信號Vpp為1～5V，則應(yīng)將偏置旋鈕調(diào)至-3～-2V位置，使得脈沖信號產(chǎn)生有效的過零點(diǎn)。
1：60信號
這種信號來自60齒的齒盤，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)出60個信號。對應(yīng)的，使用的一般是鐵磁類型的傳感器，發(fā)生的是正弦電壓信號。此時(shí)偏置旋鈕應(yīng)該置于0位。
脈沖數(shù)等于極對數(shù)
轉(zhuǎn)子上的測速齒盤的齒數(shù)與機(jī)組的極對數(shù)相同，這種情況一般出現(xiàn)在水輪機(jī)組上。此時(shí)應(yīng)將面板上的撥動開關(guān)撥至1：1處，并在參量配置中設(shè)置極對數(shù)，詳見“6.1 參量設(shè)置-模擬量”。 偏置旋鈕應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器的類型和信號的形態(tài)做具體的調(diào)節(jié)。
使用錄波儀的“實(shí)時(shí)波形”功能觀察到的轉(zhuǎn)速通道的波形，不是轉(zhuǎn)速傳感器輸出的原始信號，而是經(jīng)過錄波儀轉(zhuǎn)速通道處理后得到的鋸齒波。如果轉(zhuǎn)速信號正常，且配置正確，應(yīng)生成穩(wěn)定的鋸齒波，并且轉(zhuǎn)速值、發(fā)電機(jī)功角值正常。轉(zhuǎn)速信號的Vpp高于1.0V，且有穩(wěn)定的過零點(diǎn)，即可正常測量。
3.電力系統(tǒng)錄波儀基本操作
3.1 **須知
操作儀器時(shí)，請嚴(yán)格遵照電氣**規(guī)范，并依照本說明書中關(guān)于操作規(guī)范的相關(guān)描述進(jìn)行。否則，可能會產(chǎn)生意外，對使用者人身或者設(shè)備造成傷害。
為確保人員與設(shè)備**，請注意以下**條款：
儀器的殼體必須良好接地
切勿在爆炸性的氣體附近使用儀器
使用前，仔細(xì)檢查測試線纜是否有損壞的情況，如有請立即更換
接線前，檢查儀器相應(yīng)通道的輸入電阻，應(yīng)在合理范圍
不要施加超出相應(yīng)通道量程的輸入電壓\電流
3.2 儀器外觀及結(jié)構(gòu)
儀器外觀如圖3.2.0所示：
通道面板外觀如圖3.2.1所示：
4.電力系統(tǒng)錄波儀接線說明
4.1 接線要求
在儀器的通道面板有8個模擬量通道模塊和1個開關(guān)量通道模塊。
在接入被測信號時(shí)，應(yīng)注意確認(rèn)端子標(biāo)記；接線錯誤可能損壞儀器。接線前，應(yīng)確認(rèn)模擬通道的輸入電阻，請?zhí)貏e注意：
用萬用表電阻檔，檢查每個輸入通道內(nèi)阻：
交流電流(AC10A) 通道，內(nèi)阻 < 0.1Ω
交流電壓(AC150V) 通道，內(nèi)阻 > 80kΩ
直流電壓通道，內(nèi)阻 > 1MΩ（±2000V）；內(nèi)阻 > 400kΩ（±500V）
4.2 典型接線圖
4.2.1 交流電壓接線
錄波儀的交流電壓通道，是每路獨(dú)立的，即通道內(nèi)部沒有連線。根據(jù)實(shí)際需求接成星形接線或三角形接線，如圖4.2所示：
4.2.2毫伏量通道
此類通道的量程為DC±100mV，只能接入分流器輸出的毫伏電壓信號（0～75mV），如果接線錯誤，可能會導(dǎo)致該通道損壞。
分流器輸出信號*好使用雙絞線接入，至少要使用2芯屏蔽電纜。請勿使用分離的兩根導(dǎo)線接入。
5.電力系統(tǒng)錄波儀軟件簡介
錄波儀本機(jī)軟件集成了監(jiān)測、試驗(yàn)、錄波、長時(shí)記錄等功能。其中，監(jiān)測功能包括實(shí)時(shí)波形、諧波、矢量圖等；試驗(yàn)功能涵蓋了發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)啟機(jī)試驗(yàn)，包括發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)、短路試驗(yàn)、頻率特性、進(jìn)相試驗(yàn)、甩負(fù)荷試驗(yàn)、轉(zhuǎn)子交流阻抗、同期試驗(yàn)，以及勵磁調(diào)解器的各項(xiàng)試驗(yàn)；錄波功能基本等同于標(biāo)準(zhǔn)的故障錄波裝置，按預(yù)定義的故障判據(jù)監(jiān)測實(shí)時(shí)信號，在符合判據(jù)時(shí)啟動波形錄制；長時(shí)記錄功能是連續(xù)長時(shí)間記錄模擬量波形和有效值、開關(guān)量狀態(tài)。
配套的遠(yuǎn)程機(jī)（上位機(jī)）軟件與本機(jī)軟件具有基本相同的界面功能，可通過局域網(wǎng)與錄波儀連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作。
5.1功能
其主要功能如表5.1所列：
表5.1 主要功能
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功能框
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功能菜單
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功能說明
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在線監(jiān)測
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實(shí)時(shí)參量
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顯示實(shí)時(shí)模擬量有效值、開關(guān)量狀態(tài)
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實(shí)時(shí)波形
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顯示模擬量實(shí)時(shí)波形、開關(guān)量狀態(tài)
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矢量圖
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顯示選定交流參量的有效值和相角
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諧波
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顯示選定交流參量各次諧波的含有率
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打開文件
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打開保存的監(jiān)測類文件
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故障錄波
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手動啟動
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手動啟動并自動保存一條故障記錄
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故障設(shè)置
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設(shè)置模擬量和開關(guān)量啟動值，定時(shí)啟動及錄制格式
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實(shí)時(shí)記錄
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查看本次運(yùn)行軟件以來記錄的故障數(shù)據(jù)
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歷史記錄
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查看歷史故障記錄文件
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電氣試驗(yàn)
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波形類試驗(yàn)
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記錄參量的瞬態(tài)波形，可配置有功功率等幾種派生量
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曲線類試驗(yàn)
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記錄有效值、派生量的曲線，每20ms一點(diǎn)數(shù)據(jù)
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復(fù)合錄波試驗(yàn)
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混合記錄參量的有效值、派生量（20ms一點(diǎn)）和瞬態(tài)波形（系統(tǒng)采樣頻率）
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特性類試驗(yàn)
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Y隨X變化關(guān)系的試驗(yàn)
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頻率特性
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記錄參量與頻率的相關(guān)性，例如幅頻特性曲線
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進(jìn)相試驗(yàn)
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包含運(yùn)行極限圖和表格，及記錄進(jìn)相過程的曲線圖
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同期試驗(yàn)
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以同期表的形式記錄并網(wǎng)時(shí)的相角、頻差、壓差等信息，用于檢查同期回路接線
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交流阻抗
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記錄發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不同轉(zhuǎn)速下的交流阻抗值，可顯示阻抗-轉(zhuǎn)速、損耗-轉(zhuǎn)速關(guān)系圖
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定子鐵心磁化
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計(jì)算鐵心軛部質(zhì)量；替代分離表計(jì)完成鐵損試驗(yàn)
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打開文件
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打開電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)文件
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長時(shí)記錄
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新記錄
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設(shè)置長時(shí)記錄的參數(shù)并啟動記錄
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記錄列表
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查詢已記錄的長時(shí)記錄文件
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輸出控制
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開關(guān)輸出
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手動控制開出量動作
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參數(shù)設(shè)置
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參數(shù)設(shè)置
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對模擬通道、派生量、開關(guān)量進(jìn)行全方位設(shè)置
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采樣頻率
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根據(jù)信號特性和試驗(yàn)要求選擇采樣頻率，10～100kHz
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試驗(yàn)地點(diǎn)
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設(shè)置當(dāng)前試驗(yàn)地點(diǎn)、電站、機(jī)組名稱等
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功角初始角
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用于實(shí)測功角的初始角歸零
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5.2 界面
開機(jī)后，自動進(jìn)入監(jiān)控主界面；或雙擊桌面的“MR400L”快捷方式進(jìn)入；或“開始-所有程序-PDM-04”進(jìn)入監(jiān)控主界面，如圖5.2.0所示：
主界面說明：
主窗口工具條上有軟件功能面板顯示/隱藏按鈕，及背景色和前景色調(diào)節(jié)滑塊。
主窗口下方的狀態(tài)條，如圖所示
狀態(tài)條包括以下信息：
本機(jī)IP：當(dāng)前本機(jī)的IP地址。
試驗(yàn)地點(diǎn)：當(dāng)前本機(jī)的試驗(yàn)地點(diǎn)（電站、機(jī)組名稱等）。
長時(shí)記錄運(yùn)行狀態(tài)：
交替顯示，正在進(jìn)行長時(shí)記錄的實(shí)時(shí)錄制；
長時(shí)記錄未啟動。
已記錄故障：已存儲到長久存儲器的故障記錄數(shù)量。
故障記錄區(qū)狀態(tài) ：錄波儀本地機(jī)共分配了3個故障記錄區(qū)，記錄區(qū)有3種狀態(tài)，狀態(tài)定義如下：
（黑）此記錄區(qū)當(dāng)前空閑。
（綠）此記錄區(qū)正在錄制故障記錄。
（紅）此記錄區(qū)正在將錄制完成的記錄存儲到長久存儲器。
通訊狀態(tài)：顯示數(shù)據(jù)包的傳送，交替顯示。
采樣頻率:當(dāng)前所用的采樣頻率。
CPU：當(dāng)前CPU的占用百分率。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘：實(shí)時(shí)顯示錄波儀的時(shí)鐘。
