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HKDFR-B 電力故障記錄裝置

設(shè)備名稱：電力故障記錄裝置型號(hào)：HKDFR-B數(shù)量：1套生產(chǎn)廠家：武漢華電科儀電氣有限公司

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產(chǎn)品概述

HKDFR-B 電力故障記錄裝置產(chǎn)品概述
HKDFR-B 電力故障記錄裝置（簡(jiǎn)稱 HKDFR-B 錄波器），是武漢華電科儀電氣有限公司在原錄波器系列產(chǎn)品基礎(chǔ)上研發(fā)成功的新型 IEC 61850 兼容嵌入式錄波器。該產(chǎn)品按照 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)錄波器建模

，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)錄波器的傳統(tǒng)功能。HKDFR-B 錄波器通過(guò) IEC

61850-8-1 所要求的 MMS 通訊方式與變電站內(nèi)錄波管理機(jī)及遠(yuǎn)方調(diào)度通訊

。

HKDFR-B 錄波器采用國(guó)際上技術(shù)先進(jìn)的嵌入式硬件結(jié)構(gòu)，使用 32 位浮點(diǎn) DSP 進(jìn)行采樣

，嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

，具有分析能力強(qiáng)和運(yùn)行速度快等特點(diǎn)

；低功耗新型芯片

，硬件冗余設(shè)計(jì)等技術(shù)方案，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠

。

HKDFR-B 錄波器是集故障（暫態(tài)）錄波和實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測(cè)

、波形分析和測(cè)距為一體的新型裝置。HKDFR-B 系列錄波器已在國(guó)內(nèi)多個(gè)電力部門(mén)使用

，客戶反饋良好

。

功能特點(diǎn)

1.1.1 功能及用途

HKDFR-B 電力故障記錄裝置，適用于 110KV 及以上變電站和發(fā)電廠等電力單位

，用于輸電線路的故障錄波及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障分析

。同時(shí)可進(jìn)行各種運(yùn)行參數(shù)和電氣量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 和分析；當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或運(yùn)行參數(shù)超過(guò)設(shè)定值時(shí)

，自動(dòng)起動(dòng)錄波器進(jìn)行故障錄波

，供日后進(jìn)行故障分析及故障點(diǎn)測(cè)距。它是電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測(cè)

、故障分析及測(cè)距的可靠工具

，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的有力措施。

如配置了連續(xù)記錄單元

，裝置可連續(xù)不中斷記錄采集數(shù)據(jù)

。至少保存最近 7 天的數(shù)據(jù)。

1.1.2 特點(diǎn)

1) 支持 IEC 61850

l 服務(wù)器端按照 IEC61850-7-x 建模

，客戶端對(duì)與客戶請(qǐng)求有關(guān)的模型進(jìn)行映射

。嚴(yán) 格按照 IEC61850-6 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置，具有可以獨(dú)立使用的配置工具

。

l 支持新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn) IEC 61850

，通訊協(xié)議符合 IEC 61850-8

，映射為 MMS

服務(wù)；同時(shí)支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn) DL/T667-1999 （IEC60870-5-103）

。

2) 高可靠性工業(yè)級(jí)全嵌入式結(jié)構(gòu)：裝置采用了嵌入式硬件平臺(tái)和嵌入式軟件平臺(tái)

，從根本上保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

l 設(shè)計(jì)時(shí)把裝置各功能模塊統(tǒng)一考慮

，使不同的功能模塊安裝在同一個(gè)機(jī)箱內(nèi)

，降低了裝置功耗，同時(shí)提高了抗干擾能力

。

l 基于嵌入式理念設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)軟件

，并采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) LINUX，確保裝置軟件的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性

。

l 數(shù)據(jù)處理及后臺(tái)操作均在嵌入式高性能主板上完成

，CPU 1.6G, 雙核，無(wú)風(fēng)扇結(jié) 構(gòu)

。

3) 功能強(qiáng)大的離線分析軟件：

l 圖形化界面設(shè)計(jì)

，運(yùn)行于 LINUX 操作系統(tǒng)平臺(tái)，具有強(qiáng)大的在線幫助系統(tǒng)便于用戶操作

；

l 具有編輯

、漫游功能，提供波形的顯示

、迭加

、組合、比較

、剪輯

、添加標(biāo)注等分析工具，可選擇性打印和打印預(yù)覽

。

l 具有諧波分析

、序量分析、矢量分析

、頻率分析

，功率分析，過(guò)激磁分析

，差流分析

，阻抗圖分析并顯示阻抗變化軌跡等功能。

l 支持故障數(shù)據(jù)自動(dòng)分析和手動(dòng)高級(jí)分析

，生成 XML 格式的故障報(bào)告

，故障分析輸出結(jié)果詳細(xì)清楚；

l 具有繼電保護(hù)特性分析和開(kāi)關(guān)變位時(shí)序分析功能。

l 可靈活選擇特定通道的波形復(fù)制于文本文檔中

，支持將錄波文件中模擬量數(shù)據(jù)直接導(dǎo)出至表格文檔中

。

l 具有錄波文件編輯功能，能按照定制的通道（如某一間隔的所有模擬量和開(kāi)關(guān)量）將錄波文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合生成新的錄波文件

。

l 可對(duì)當(dāng)前已記錄的數(shù)據(jù)配置參數(shù)進(jìn)行顯示

、修改、還原

、導(dǎo)入

、導(dǎo)出功能。有效避免了當(dāng)定值參數(shù)配置錯(cuò)誤后所記錄的數(shù)據(jù)無(wú)法正確分析問(wèn)題

。

4) 靈活可靠的組網(wǎng)及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳：

l 支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn) DL/T667-1999 （IEC60870-5-103）和新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn) IEC61850 等

。支持支持各種聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳方式，可適應(yīng)于撥號(hào)方式

、專線方式

、TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)連接方式等。

l 記錄單元采用嵌入式操作系統(tǒng) LINUX

，配置 3 個(gè)獨(dú)立網(wǎng)卡

，設(shè)備內(nèi)部通訊與對(duì) 外組網(wǎng)完全物理隔離，可以有效的防止病毒感染

。

5) GPS 高精度對(duì)時(shí)：可以支持分脈沖

，IRIG-B 對(duì)時(shí)方式

，誤差不大于±1ms

，同時(shí)也支持 NTP 網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)方式。

6) 獨(dú)特的數(shù)據(jù)記錄格式：對(duì)于系統(tǒng)大擾動(dòng)后的中期狀態(tài)數(shù)據(jù)（C 段）和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù) 據(jù)（D 段）

，傳統(tǒng)的記錄方式只記錄有效值

。本裝置模擬量通道采用基波相量值（實(shí) 部+虛部）的方式記錄，這種記錄格式帶來(lái)了豐富的動(dòng)態(tài)分析功能

，如：可以輸出有效值

、相位、有功功率

、無(wú)功功率和差流等信息

；也可以進(jìn)行相量分析、序量分析

、阻抗分析和頻率分析等

。

7) 故障前記錄時(shí)間長(zhǎng)：傳統(tǒng)故障錄波方式故障前記錄 0.1s，本裝置故障前增加一個(gè) A2 段

，以基波相量值（實(shí)部+虛部）的方式長(zhǎng)時(shí)間記錄故障前各電氣量的狀態(tài)

，最大可設(shè)為 10 秒，可幫助分析緩慢變化的發(fā)展性故障。

8) 多種錄波方式自由組合： 可以實(shí)現(xiàn)暫態(tài)錄波

、

，穩(wěn)態(tài)錄波（連續(xù)錄波錄波）方式的自由組合。

l 暫態(tài)錄波：標(biāo)準(zhǔn)配置 64 路模擬量

，128 路開(kāi)關(guān)量（最大配置 96 路模擬量

，192 路開(kāi)關(guān)量）最大 10KHz 采樣率。

l 穩(wěn)態(tài)錄波：標(biāo)準(zhǔn)配置 64 路模擬量，128 路開(kāi)關(guān)量（最大配置 96 路模擬量

，192 路開(kāi)關(guān)量）

，最大 2KHz 采樣率。

l 暫態(tài)錄波單元和穩(wěn)態(tài)錄波單元采用獨(dú)立硬件系統(tǒng)

，兩個(gè)單元可分別單獨(dú)運(yùn)行或同時(shí)運(yùn)行，一個(gè)錄波單元的器件損壞不影響另一個(gè)錄波單元的正常運(yùn)行

。

l 當(dāng)系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)

，連續(xù)記錄單元自動(dòng)產(chǎn)生標(biāo)記事件，用戶可根據(jù)事件標(biāo)示查找需要的錄波文件

。

l 穩(wěn)態(tài)錄波記錄的通道可定制

，采樣率不低于 2kHz，至少保存 7 天的數(shù)據(jù)量

。

詳細(xì)參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)

2.1 機(jī)械及環(huán)境參數(shù)

1 外形尺寸及柜體顏色

表 2-1 外形尺寸及柜體顏色列表

外形尺寸（高×寬×深）	2260mm×800mm×600mm（標(biāo)準(zhǔn)）
外形尺寸（高×寬×深）	可按用戶要求適當(dāng)改變尺寸
柜體結(jié)構(gòu)	前、后開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)
柜體結(jié)構(gòu)	前開(kāi)門(mén)旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)
柜體顏色	按用戶要求制作

2 環(huán)境條件

表 2-2 環(huán)境條件參數(shù)列表

海拔高度	≤ 4000m
保存溫度	-25℃ ～70℃
工作溫度	-10℃ ～55℃
相對(duì)濕度	5% ～ 95%；當(dāng)相對(duì)濕度＞90%時(shí) ，環(huán)境溫度不低于 25℃
大氣壓力	80 kPa ～ 110kPa

2.2 額定電氣量

2.2.1 工作電源

表 2-3 工作電源參數(shù)列表

額定直流電源

DC110V 或 220V

，允許波動(dòng)范圍：-20%～+10%，紋波系數(shù)≤5%

額定交流電源

AC220V

，允許波動(dòng)范圍：-15%～+10%

額定頻率

50Hz

，允許波動(dòng)范圍：±0.5Hz

2.2.2 輸入回路參數(shù)

表 2-4 輸入回路參數(shù)列表

額定頻率	50Hz
交流額定電壓（PT 二次側(cè)電壓值）	57.74V，50Hz
交流額定電流（CT 二次側(cè)電流值）	1A 或 5A ，50Hz
開(kāi)關(guān)量回路	常開(kāi)或常閉空接點(diǎn)
模擬量線性工作范圍	交流電壓回路（采用小 PT）	0-120V（相電壓回路）
		0-180V（開(kāi)口三角電壓回路）
	交流電流回路	0-40In(In 為電流額定值)
	高頻回路	0-30V（峰值）
	直流回路	0-600V/4-20mA

2.2.3 輸入回路功耗

表 2-5 功耗參數(shù)列表

交流電流回路功率消耗	1A 時(shí)功耗＜0.5VA/相
交流電流回路功率消耗	5A 時(shí)功耗＜1VA/相
交流電壓回路功率消耗	每相電壓＜0.5VA
直流功耗	≤50W（工作時(shí)）； ≤80W（動(dòng)作時(shí)）；

2.2.4 輸入回路過(guò)載能力

表 2-6 過(guò)載能力參數(shù)列表

交流電壓回路

2 倍額定電壓

，連續(xù)工作

交流電流回路

2 倍額定電流

，連續(xù)工作

20 倍額定電流，工作 10 秒

40 倍額定電流

，工作 1 秒

2.3 主要技術(shù)指標(biāo)

2.3.1 采樣指標(biāo)

表 2-7 采樣指標(biāo)參數(shù)列表

采樣頻率	最大 10kHz
諧波分辨率	最大 99 次，諧波誤差＜5%
采樣精度	25℃時(shí)，額定值下，電流誤差＜0.2%
采樣精度	25℃時(shí) ，額定值下，電壓誤差＜0.1%
開(kāi)關(guān)事件分辨率	0.1ms
A/D 分辨率	16 位

2.3.2 啟動(dòng)性能指標(biāo)

表 2-8 啟動(dòng)性能指標(biāo)表

定值條目	整定值	動(dòng)作值誤差
相電壓突變量	5%UN	不大于整定值的 20%
零序電壓突變量	2%UN	不大于整定值的 20%
正序電壓越上限	110%UN	不大于整定值的 5%
正序電壓越下限	90%UN	不大于整定值的 5%
負(fù)序電壓越限	3%UN	不大于整定值的 5%
零序電壓越限	2%UN	不大于整定值的 5%
主變壓器中性點(diǎn)電流越限	10%IN	不大于整定值的 5%
頻率越上限	50.5Hz	不大于整定值的 0.01Hz
頻率越下限	49.5Hz	不大于整定值的 0.01Hz
頻率變化率	0.1s 內(nèi)的 df/dt 大于 0.1Hz/s	0
1.5s 內(nèi)電流變差 10%起動(dòng)	0.4IN	不大于整定值的 30%
相電流突變量	10% IN	不大于整定值的 20%
相電流越限	110% IN	不大于整定值的 5%
負(fù)序電流越限	10% IN	不大于整定值的 5%

定值條目	整定值	動(dòng)作值誤差
零序電流越限	10% IN	不大于整定值的 10%
開(kāi)關(guān)量變位	閉合（斷開(kāi)）時(shí)間不超過(guò) 2ms	0
100%定子繞組單相接地起動(dòng)	三次諧波電壓比 1	不大于 5%
100%定子繞組單相接地起動(dòng)	基波零序電壓比 10%UN 1	不大于 5%
不完全縱差越限起動(dòng)	基波零序電壓比 10%UN 1	不大于 5%
完全縱差越限起動(dòng)	1	不大于 5%
橫差越限起動(dòng)	1	不大于 5%
過(guò)激磁起動(dòng)	1.1	不大于 5%
逆功率啟動(dòng)	3	不大于 10%

2.3.3 同步性指標(biāo)

各模擬量通道相互之間的相位測(cè)量誤差不大于 2°。

2.3.4 對(duì)時(shí)精度

1）校時(shí)方式：IRIG-B 碼方式

、分脈沖

，NTP 網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)。

2）裝置自身時(shí)鐘精度：24h 誤差≤±1s

。

3）具有與 GPS 時(shí)鐘信號(hào)同步功能

，同步誤差不大于±1ms。

2.3.5 抗電磁干擾能力

抗電磁干擾能力滿足 DL/T 663-1999 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

，如下表所示：

表 2-9 抗電磁干擾能力

試驗(yàn)項(xiàng)目	本裝置試驗(yàn)等級(jí)
輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)	Ⅲ級(jí)
快速瞬變干擾試驗(yàn)	Ⅳ級(jí)
脈沖群干擾試驗(yàn)	Ⅲ級(jí)
靜電放電試驗(yàn)	Ⅳ級(jí)
浪涌抗擾度	Ⅲ級(jí)
射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度檢測(cè)	Ⅲ級(jí)
電磁發(fā)射	承受 GB/T 14598.16 規(guī)定
工頻抗擾度	A 級(jí)

2.3.6 絕緣性能

1）絕緣電阻：裝置所有電路與外殼之間的絕緣電阻在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下

，不小于 100MΩ。

2）介質(zhì)強(qiáng)度：裝置所有電路與外殼之間的介質(zhì)強(qiáng)度能耐受交流 50Hz

、電壓 2kV（額定電壓小于 60V 電路為 500V）和歷時(shí) 1min 試驗(yàn)

，而無(wú)絕緣擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。

2.3.7 錄波器配置

錄波器基本配置 32 路模擬量和 64 路開(kāi)關(guān)量

�

？筛鶕�(jù)用戶需要擴(kuò)展到最大配置 96 路模擬量、192 路開(kāi)關(guān)量

。高頻/直流根據(jù)可根據(jù)用戶實(shí)際需要配置

。

3、定值整定推薦值

啟動(dòng)定值為二次值

，線路參數(shù)為一次值

。線路參數(shù)要輸入每公里分布的參數(shù)值，如每公里單位阻抗值（Ω/km）

，如是線路全長(zhǎng)的阻抗值要除以線路長(zhǎng)度

。

3.1.1 通道信息（定值參數(shù)整定）

通道類型	起動(dòng)項(xiàng)	典型值	建議投入原則	說(shuō)明
交流電壓	突變	2.88V	應(yīng)投入	無(wú)
交流電壓	上限	63.47V	應(yīng)投入	無(wú)
交流電壓	下限	51.93V	應(yīng)投入	無(wú)
交流電壓	2 次諧波	5.77V	可投入	對(duì)電壓的諧波監(jiān)測(cè) 有要求時(shí)，可投入
交流電壓	3 次諧波	5.77V	可投入	對(duì)電壓的諧波監(jiān)測(cè) 有要求時(shí) ，可投入
交流電壓	5 次諧波	5.77V	可投入	對(duì)電壓的諧波監(jiān)測(cè) 有要求時(shí) ，可投入
交流電壓	7 次諧波	5.77V	可投入	對(duì)電壓的諧波監(jiān)測(cè) 有要求時(shí) ，可投入
交流電流	突變	0.10A（IN 為 1A） 0.50A（IN 為 5A）	應(yīng)投入	無(wú)
交流電流	上限	1.10A（IN 為 1A） 5.50A（IN 為 5A）	應(yīng)投入	無(wú)
交流電流	2 次諧波	0.10A（IN 為 1A） 0.50A（IN 為 5A）	可投入	對(duì)電流的諧波監(jiān)測(cè) 有要求時(shí) ，可投入
交流電流	3 次諧波	0.10A（IN 為 1A）	可投入	對(duì)電流的諧波監(jiān)測(cè)
		0.50A（IN 為 5A）		有要求時(shí)，可投入
交流電流	5 次諧波	0.10A（IN 為 1A） 0.50A（IN 為 5A）	可投入	對(duì)電流的諧波監(jiān)測(cè) 有要求時(shí) ，可投入
交流電流	7 次諧波	0.10A（IN 為 1A） 0.50A（IN 為 5A）	可投入	對(duì)電流的諧波監(jiān)測(cè) 有要求時(shí) ，可投入
直流電壓	突變	0.10UDC	可投入	無(wú)
直流電壓	上限	1.10UDC	可投入	無(wú)
直流電壓	下限	0.90UDC	可投入	無(wú)
直流電流	突變	0.10IDC	可投入	無(wú)
直流電流	上限	1.10IDC	可投入	無(wú)

交流通道二次額定電壓 UN 為 57.7V，UDC 為直流額定電壓

，IDC 為直流額定電流

。

3.1.2 開(kāi)關(guān)量通道定值參數(shù)整定

起動(dòng)量

建議投入

原則

說(shuō)明

開(kāi)關(guān)量啟動(dòng)

應(yīng)投入

無(wú)

3.1.3 線路信息（定值參數(shù)整定）

通道類型

起動(dòng)項(xiàng)

典型值

建議投入原

則

說(shuō)明

電壓組

正序上限

63.47V

應(yīng)投入

ABC 或 ABCN 接線

方式有效

電壓組

正序下限

51.93V

應(yīng)投入

ABC 或 ABCN 接線

方式有效

電壓組

零序上限

5.77V

應(yīng)投入

ABC 接線方式時(shí)，

零序采用自產(chǎn)零序

； ABCN 接線方式時(shí)

，零序采用外接零序

電壓組

零序突變

5.77V

應(yīng)投入

ABC 接線方式時(shí)，

零序采用自產(chǎn)零序； ABCN 接線方式時(shí)

，零序采用外接零序

電壓組

負(fù)序上限

5.77V

應(yīng)投入

ABC 或 ABCN 接線

方式時(shí)有效

電流組

零序上限

0.10（IN 為

1A）

0.50（IN 為

5A）

應(yīng)投入

ABC 接線方式時(shí)

，

零序采用自產(chǎn)零序； ABCN 接線方式時(shí)

，零序采用外接零序

電流組

零序突變

0.10（IN 為

1A）

0.50（IN 為

5A）

應(yīng)投入

ABC 接線方式時(shí)

，

零序采用自產(chǎn)零序； ABCN 接線方式時(shí)

，零序采用外接零序

電流組

負(fù)序上限

0.10（IN 為

1A）

0.50（IN 為

5A）

應(yīng)投入

ABC 或 ABCN 接線方式時(shí)有效

電流組

振蕩

0.20

可投入

對(duì)于負(fù)荷變動(dòng)較劇

烈的地區(qū)

，可將定值相應(yīng)的增大

電流組

橫差

可投入

僅用于平行雙回線

3.1.4 線路故障測(cè)距參數(shù)整定

線路參數(shù)	示例	說(shuō)明
零序電阻(Ω/km)	0.17	無(wú)
零序電抗(Ω/km)	0.92	若知零序電感值 L0 ，則零序電抗值為 2πfL0(f 為系統(tǒng)額定頻率)
正序電阻(Ω/km)	0.02	無(wú)
正序電抗(Ω/km)	0.28	若知正序電感值 L1 ，則零序電抗值為 2πfL1(f 為系統(tǒng)額定頻率)
零序電導(dǎo)(uS/km)	0.00	忽略泄漏電流和電暈損耗時(shí) ，可認(rèn)為零序電導(dǎo)接近 0
零序電納(uS/km)	1.73	若知零序電容值 C0 ，則零序電納值為 1/(2πfC0)(f 為系統(tǒng)額定頻率)
正序電導(dǎo)(uS/km)	0.00	忽略泄漏電流和電暈損耗時(shí) ，可認(rèn)為正序電導(dǎo)接近 0
正序電納(uS/km)	4.15	若知正序電容值 C1 ，則正序電納值為 1/(2πfC1)(f 為系統(tǒng)額定頻率)
互電阻(Ω/km)	0.10	線路類型為雙回路時(shí)有效
互電抗(Ω/km)	0.58	線路類型為雙回路時(shí)有效

以上線路參數(shù)采用一次值,參數(shù)為每公里分布的參數(shù)值。

3.1.5 變壓器定值參數(shù)整定

起動(dòng)項(xiàng)

典型值

建議投入

原則

說(shuō)明

過(guò)激磁

1.10

可投入

根據(jù)需要是否設(shè)置

差流

1.00（IN 為 1A）

5.00（IN 為 5A）

可投入

根據(jù)需要是否設(shè)置

，差流歸算

到高壓側(cè)電流二次值

，高壓側(cè)為星型聯(lián)結(jié)時(shí)，采用高壓側(cè)從星型側(cè)向三角形側(cè)補(bǔ)償方式

。

3.1.6 頻率起動(dòng)參數(shù)整定

起動(dòng)項(xiàng)	典型值	建議投入原則	說(shuō)明
頻率上限值	50.5	應(yīng)投入	頻率上限起動(dòng)只針對(duì)電壓組
頻率下限值	49.5	應(yīng)投入	頻率下限起動(dòng)只針對(duì)電壓組
頻率變化率	0.3	可投入	頻率變化率起動(dòng)只針對(duì)電壓組，因數(shù)據(jù)窗較短，在電壓不穩(wěn)定時(shí) ，可將整定值相應(yīng)地提高。