GE 发电机保护与控制系统
电力系统主设备保护之发电机保护
电力系统主设备保护之发电机保护
电力系统是现代工业生产和生活的重要支撑，而发电机是电力系统中的关键设备之一。
发电机保护作为电力系统主要设备保护的重要组成部分，其作用是保护发电机不受外部故障和内部故障的影响，确保发电机的安全稳定运行，同时保障整个电力系统的安全稳定运行。
发电机保护系统主要包括对发电机的机械保护、热保护、过流保护、接地保护、失励保护等各种保护装置。
其中机械保护主要是针对发电机的转子和定子部分，通过监测转子的振动、温度和转速等参数来保护发电机的机械部件，避免因机械故障导致发电机的受损。
热保护则是通过监测发电机的温度来保护其绕组和冷却系统，避免由于过热导致发电机的损坏。
过流保护是针对发电机的短路故障而设计的保护装置，通过监测发电机输出线路的电流情况，及时切断故障线路，保护发电机不受损坏。
接地保护则是用来监测发电机接地情况，一旦发生接地故障，及时切除故障，避免对发电机造成二次损坏。
失励保护是为了保护发电机励磁系统的正常运行，一旦发电机失励，保护装置将启动，切断发电机与电力系统的连接，避免发电机无励磁情况下对电网的冲击。
总的来说，发电机保护系统是电力系统中至关重要的一环，它能保护发电机不受外部故障和内部故障的影响，确保发电机的安全稳定运行，保障整个电力系统的安全运行。
因此，必须加
强对发电机保护系统的维护和管理，及时对其进行检测和维修，提高其可靠性和稳定性。
MARK-VI控制系统介绍说明
一、概述MARK VI控制系统是GE公司于1999年推出的一种新型控制系统，主要用于燃机、汽机的控制，经扩展后也可用于燃机电厂的控制，它是在原MARK V控制系统的基础上发展而成的。
MARK VI控制系统秉承了原MARK V控制系统的一些主要特点，如控制模块(R，S，T)和保护模块(X，Y，Z)的三冗余TMR(Triple Modular Redundant)结构，软件容错功能SIFT(Softwa re Implemented Fault Tolerant)等等，同时也进一步加强了系统的可扩展性和人机界面的友好度，使控制系统具有更好的适应性和可扩展性。
三、控制系统的网络架构MARK VI控制系统的网络架构如图一所示，整个控制系统具有二层网络：即PDH和UDH。
控制系统的控制器通过UDH与HMI服务器连接，在PDH上挂接着操作员站、打印机、历史数据站等各种外界设备，通过有关端口还可与其他控制系统通讯，以组成一个更大更完整的系统。
2.1厂级数据高速公路网络PDH(Plant Data Highway)PDH是一个对外界(如：DCS)开放的网络系统，它将HMI(Hunan Machine Interface)服务器与操作员站、打印机、历史数据站及其他控制系统联网，但是不能与MARK VI的控制器直接连接，只能通过UDH与其通讯。
PDH采用TCP/IP(Transfer Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协义)通讯协议，其通讯方式为广播式，具有载波监听、多路访问/碰撞检测CSMA/CD(Carrier Sence Multiple Access/JCollision Detection)功能，允许共享一条传输线的多个站点随机访问传输线路，各站点平等竞争，使用32位CRC(Cyclic Rendundancy Check，循环冗余校验)的误码校验技术。
柴油发电机组控制系统工作原理
柴油发电机组控制系统工作原理1.监测系统：柴油发电机组控制系统通过传感器和监测设备对发电机组的各个参数进行监测。
这些参数包括发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力、电压、电流等。
监测系统会实时监测这些参数的数值，并将其反馈给控制系统进行处理和判断。
2.控制系统：控制系统是柴油发电机组控制系统的核心部分。
它根据监测系统反馈的参数来控制发电机组的运行状态。
控制系统包括发动机控制器和发电机控制器两个部分。
-发动机控制器：发动机控制器负责监测和控制发动机的运行状态。
它根据监测系统反馈的参数来调整发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力等。
发动机控制器还可以实现发动机的自动启停、负载平衡、燃油控制等功能，以保证发动机的稳定运行。
-发电机控制器：发电机控制器负责监测和控制发电机的工作状态。
它可以实时监测电压、电流、频率等参数，并根据设定值来调整发电机的输出电压和频率。
发电机控制器还可以实现自动切换、自动同步、自动负载共享等功能，以保证发电机组的稳定输出。
3.保护系统：保护系统是柴油发电机组控制系统的重要组成部分。
它负责对发电机组进行各种保护措施，以避免发电机组的损坏和事故发生。
保护系统包括温度保护、压力保护、过载保护、短路保护、缺相保护等。
当发电机组的一些参数超过设定值时，保护系统会发出警报并采取相应的措施，如自动停机、切断负载等，以保护发电机组的安全运行。
4.远程监控和管理：柴油发电机组控制系统还可以实现远程监控和管理。
通过网络连接，可以将发电机组的实时参数和状态传输到远程监控中心，并实现对发电机组的远程监控和管理。
远程监控和管理系统可以对发电机组进行远程调试、故障诊断、数据分析等，以提高发电机组的运行效率和可靠性。
总的来说，柴油发电机组控制系统通过监测、控制、保护和远程管理等功能，实现对发电机组的全面控制和管理，以保证发电机组的安全、高效运行。
简述发电机保护的配置
发电机保护是确保发电机在正常运行范围内安全运行的重要措施。
发电机保护系统的配置通常包括以下几个方面：电气保护装置：电气保护装置用于监测发电机的电气参数，包括电流、电压、功率因数、频率等。
常见的电气保护装置包括过流保护、欠频保护、过频保护、电压保护等。
这些保护装置可以及时检测到异常电气条件，并采取相应的保护动作，防止发电机受损或故障。
温度保护：发电机内部的高温可能导致绝缘材料老化和损坏，因此需要配置温度保护装置。
常见的温度保护装置包括冷却水温度保护、轴承温度保护、绕组温度保护等。
一旦温度超过设定阈值，保护装置将触发报警或断电动作，以防止发电机过热损坏。
过电压保护：过电压保护装置用于检测发电机输出电压是否超过额定范围。
过电压可能导致绝缘击穿和设备损坏，因此需要配置过电压保护装置。
常见的过电压保护装置包括过电压继电器和过电压限制器等。
欠电压保护：欠电压保护装置用于检测发电机输出电压是否低于额定范围。
欠电压可能导致设备无法正常运行或故障，因此需要配置欠电压保护装置。
常见的欠电压保护装置包括欠电压继电器和欠电压保护继电器等。
地电流保护：地电流保护装置用于检测发电机绕组或设备的接地故障。
地电流可能导致设备损坏或触电危险，因此需要配置地电流保护装置。
常见的地电流保护装置包括差动继电器、接地故障指示器等。
震动保护：震动保护装置用于检测发电机的振动状况。
异常的振动可能表示设备故障或失衡，因此需要配置震动保护装置。
常见的震动保护装置包括振动传感器和震动监测装置等。
以上是发电机保护系统常见的配置，确保发电机在正常运行时具有安全保护和监测功能。
具体的配置将根据发电机类型、容量和运行环境等因素进行定制。
EX2100 OEL 与 VHz 限制器介绍-GE
OEL及V/Hz限制器介绍OEL限制/保护EX2100励磁系统OEL限制器中通过对发电机励磁电流进行采样和检测，实现发电机并网状态下的限制及保护（通过转子热积分I2*t实现）以及空载运行状态下的过励磁保护。
当转子热积分I2*t 超过OEL限制器的限制值时，控制器转入FCR（转子电流控制）运行模式，FCR将根据OEL限制器自动设定为一个较低的调整参考值进行调节。
如果在正常运行过程中OEL限制器未启动，FCR输出将保持在高位以确保励磁系统处于AVR（自动）或者FVR（手动）控制方式。
EX2100 OEL限制器还提供了一个冷却方程对发电机过励状态发生后的转子冷却状况。
当OEL限制器动作时，EX2100利用FCR控制器对发电机励磁电流进行调节及限制。
在发电机空载运行状况下，发电机励磁电流将被限制在112% （甚至更少）AFNL（发电机空载额定电流值）以防止发电机以及与之相连的变压器过磁通。
在发电机并网运行状态下，EX2100将对发电机励磁电流进行限制以防止发电机转子因过热而损坏。
然而在励磁电流限制功能启动之前，EX2100也将允许一定的强励输出能力以支持某些故障状态下的系统恢复。
空载状况下的过励磁保护I2*t启动运行条件：V/Hz>0.9（FVR）或控制器运行在自动模式（AVR），且发电机空载运行（出口开关位置状态为断开）过励保护动作过程：发电机空载运行时，当发电机励磁电流达到或超过一个启动设定值“OffLiOEPU”（EX2100默认设定值120%AFNL）时，FCR立即启动。
EX2100启动转子进行热积分（I2*t）计算，对发电机转子进行过励磁保护。
这是一条反时限的保护曲线，该曲线模型可根据“OffLiOELev”、“OffLiOESec”及“OffLiOEInf”参数进行整定。
当发电机励磁电流达到OffLiOEInf 设定值（125%AFNL）时，OEL限制将动作，EX2100保持运行且不会跳机。
发电机保护概要介绍UM
发电机保护概要介绍UM发电机是电力系统中最重要的设备之一，它能够将机械能转化为电能，是电力生产的核心。
然而，在发电机运行过程中，可能会遭受多种故障，例如过流、过温、过压等，这些故障不仅会造成发电机本身的损坏，还会对电力系统的正常运行造成威胁。
因此，发电机保护显得尤为重要，本文将介绍一些发电机保护的基础知识。
什么是发电机保护？发电机保护是指在发电机运行过程中，检测并及时处理各种可能的故障，保护发电机的安全运行，避免故障影响电力系统的正常运行。
发电机保护系统主要包括测量、判断、显示、控制与操作等若干功能，对于发电机的故障进行监测、判断、处理和记录。
发电机保护系统的主要功能发电机保护系统的主要功能是对发电机进行保护，避免发电机在运行过程中受到损坏，从而保障电力系统正常运行。
发电机保护系统主要包括以下几个方面的功能：相间短路保护相间短路是发电机常见的一种故障，可能会导致发电机电气损坏或者发电机承受过高的机械负荷。
因此，发电机保护系统必须具备相间短路保护功能，及时切断故障电路，避免故障继续扩大。
地故障保护地故障是指发电机与地之间出现短路或接地故障。
由于地故障电阻较小，发电机会承受过大的电流，导致电气损坏或者机械损坏。
因此，发电机保护系统必须具备地故障保护功能，及时把故障电路切断，避免故障产生更大的影响。
过电流保护发电机过电流是指发电机电流超过额定电流的上限值，可能会导致发电机电气损坏或者机械损坏。
因此，发电机保护系统必须具备过电流保护功能，及时把故障电路切断，避免故障产生更大的影响。
过温保护发电机过温是指发电机温度超过额定温度的上限值，可能会导致发电机绝缘层老化、变形、龟裂等问题。
因此，发电机保护系统必须具备过温保护功能，及时把故障电路切断，避免故障产生更大的影响。
过压保护发电机过压是指发电机电压超过额定电压的上限值，可能会导致发电机电气损坏或者机械损坏。
因此，发电机保护系统必须具备过压保护功能，及时把故障电路切断，避免故障产生更大的影响。
GE发电机变压器保护的配置探讨
GE发电机变压器保护的配置探讨【摘要】简要介绍了ge公司ur系列继电保护装置g60和t60，通过在燃气蒸汽联合发电厂中的应用，详细论述了各保护的配置特点，以及在装置设定中的注意事项，供同类型机组的保护配置借鉴参考。
【关键词】 ge g60 t60 定子接地过电压过频率发变组1 概述本文以一个燃气蒸汽联合发电厂为实例，介绍ge g60发电机保护和t60变压器保护装置的功能、配置特点，以及装置整定的注意事项。
针对现场具体情况，对保护进行优化，配置了较为完善的保护，为采用同系列保护的电厂提供借鉴。
该电厂燃机使用ge公司9e型机组，发电机容量为125mva，出口电压15kv，经出口并网开关接至升压变压器。
在发电机出口开关和升压变之间母线上，设分支母线至高厂变，为10kv厂用电系统供电。
发电机保护采用双套g60继电器装置，双重化配置。
升压变保护、高厂变保护、lci变压器保护及发变组差动保护均采用t60继电器装置。
2 g60发电机保护运用功能g60是一种发电机综合保护系统，能都保护的机组最大容量可达1000mw。
其功能比较先进，保护类型比较多。
但在该电厂中，实际运用的功能和保护有一下几种：发电机差动保护、意外激励保护、发电机低阻抗保护、负序过流、逆功率及正向低功率保护、失磁保护、反时限过流保护、相瞬时过流保护、pt断线、低频率、过频率、发电机低电压、发电机过电压、过激磁保护、断路器失灵保护、100%定子接地保护、95%定子接地保护、系统接地保护等。
3 g60发电机保护配置特点g60的差动保护，采用双斜率、双拐点比例差动特性。
作为发电机的主保护。
为了给发电机提供较为完善的保护系统，对g60的一些后备保护功能进行了扩充和优化。
下面就其中一些保护的配置及装置整定进行详细介绍。
3.1 定子接地保护该电厂定子接地保护包括基波零序电流接地保护和三次谐波电压接地保护。
发电机中性点采用高阻接地方式，经单相配电变压器（二次侧接电阻）接地。
GE Mark Ⅵ控制系统与其他控制系统的通讯
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起 ，并且构成一个紧密的一体化结构。２ 机组就是 这种 Ｍ ｒ ＩＣ 控 制的 。但对于 １ ａ Ｖ Ｓ ｋ Ｉ 机组来说 ，由 于汽轮机是 南汽生产 的 ，控制 系统最初选择 的是 Ａ Ｂ公 司 的 Ｆｅｌｎｅ２０ ，是 Ｄ Ｓ 制 系 统 。 由 Ｂ ｒｅ ｃ ００ ａ Ｃ控
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第 ３ 卷第 ５ （０ １ ５ 仪表电气） （ ） 期 ２ １． ）（ ０
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日前燃气一 蒸汽联合循 环发 电机组已部分实现
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G650 发电机保护与控监视回路，该两个回路 用于断路器跳闸、合闸线圈以及断路器回路的 监视。这些监视输入通过给上述相关回路施加 电流来检测电流是否可以正确流入，并以此来 监测电池电压水平以及跳闸和/或合闸回路的连 续性。
通讯
G650支持各种通讯媒介和规约，与新的和现有 的通讯设施相匹配。
在同类人机接口（HMI）之中性能最优－图形LCD，可编程按钮、用于 选择设置主菜单和分菜单的旋转开关 高效灵活的信息访问－多种规约 使用开放式规约实现最优化的灵活性 与标准的Internet网络浏览器相匹配－使用诸如Http、ftp或tftp等规约 最大限度缩短通讯中断时间 － 可靠的冗余配置以太网通讯接口 发电机基本工况监视 － 全测量功能包括需量、电能、模拟I/O、断路 器拉弧电流监视
作为650系列继电器的一个成员G650继电器可 以提供超凡的保护与控制功能，这些功能包括：
矢量涌流元件
使用矢量涌元件可以检测主电源的丢失条件。 角度偏移设置可以在1～20o范围内选择，启动 时间从0至10秒范围内选择。使用矢量涌流功 能所具有的快速解列时间可以在主电源失灵的 情况下对同步发电机提供保护。矢量涌流元件 有两种不同的动作模式：
可选择的灵敏接地电流
可选择的灵敏接地IOC（50SG）与灵敏接地TOC （51SG）在发电机经电阻接地的系统中可以用 于95%定子接地保护。
发电机不平衡
不平衡电流的负序分量能够引起负序电流在转 子中流动，这种情况可以导致不能被检测出的 过热，而过热会导致发电机的损坏。G650在发 电机不平衡引起过热损坏风险方面符合ANSI标 准的相关要求。
COM3通过以太网电缆（10/100 Base TX）及光 纤ModBus（100 Base FX）连接，它支持 TCP/IP和DNP 3.0通讯规约。以太网端口位于第 二个即插即用模块上。该端口的连接具有如下 选择：电缆连接单通道、电缆及光纤连接单通 道；使用冗余通讯模块也具有多种选择:第一个 通道使用电缆和光纤连接，第二个通道使用光 纤连接。这些即插即用通讯卡在将来出现新标 准时很容易更换。
基本测量功能
G650可测量如下值： 电流：Ia, Ib, Ic, In, Ig, Isg 母线及线路的相间及相对地电压：Vab, Vbc, Vca, Vx. 有功功率（每相及总功率）：Wa，Wb, Wc, W. 无功功率（每相及总功率）：VARa, VARb, VARc, VAR 功率因数（每相及总功率因数） 频率
事件记录
最多可捕捉479次事件，分辩率为1 ms，提供 SOE记录功能。使用EnerVista软件工具可以综 合并整理来自多个装置的事件记录，并使用 IRIG-B时间同步特性对系统中继电器的所有事 件记录进行时间同步，以便实现更精确的故障 分析和更快捷的故障排除。
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过激磁保护
通过具有可编程特性的Volts/Hertz功能提供过 激磁保护，过激磁保护具有可编程的反时限特 性。
失磁保护
使用G650可以对同步发电机的失磁条件进行检 测，该功能可以自动地将发电机从运行状态中 切除。 失磁条件对发电机可以造成损害和/或 对系统运行造成损害。 建议对所有同步发电机 都配备失磁保护。 保护继电器可以用作励磁系 统的后备保护， 所以，在大多数情况下， 保护 继电器都要配备最小励磁限制器以防止低励磁 条件的出现。G650继电器的原理之中，选择了 偏移mho特性，该特性用于在失磁条件与系统 中可能存在的正常或异常条件之间提供选择性。 该保护元件提供两段式阻抗保护，该保护响应 正序电压和电流。断路器失灵保护。
复杂系统实现灵活高效控制 － 使用符合IEC标准的可编程逻辑实现用 户自定义功能
用途
要求可编程逻辑与原动机控制系统交互的环境中用作分布式发电系 统管理、主保护与控制
特性
保护和控制 相、中性点和接地TOC和IOC（50/51P，N，G） 可选择的灵敏接地（50SG，51SG） 相欠电压和相过电压（27、59）， 以及中性点过电压（59N） 可选择的接地过电压保护（59G） 可选择的过激磁（VOLTS/Hz）（24） 逆功率／正向功率／低正向功率（32RP、32FP、32LF） 可选择的功率因数限制（55） 可选择的矢量涌流主电源丢失检测（78V） 欠频率过频率（81U，81O），以及频率变化率（81R） 热仿形图象（49） 电流不平衡（46） 同步检测（25） 失磁（40） 断路器失灵（50BF） 可选择的熔断器失灵 根据IEC61131-3可配置的PLC逻辑 可选择冗余电源配置
在互连接馈线失灵的情况下直接给发电机断路 器发跳闸信号 在需要发电机必须保持在线以向关键负载供电 的情况下直接向进线馈线断路器发跳闸信号
主电源丢失条件的检测是通过一个电压周波 与该周波之前的周波之间的角度位移实现的
电压保护
电压保护包括下列功能： 相欠电压 相过电压 负序过电压 零序过电压
灵敏方向功率
方向功率元件响应三相有功功率。该功能用作 同步发电机或多台发电机组成的互联发电系统 的逆功率保护（32R）以及低正向功率保护（ 32LF）。该继电器通过全套的星形连接VT或通 过三角形连接VT来测量三相功率。
如果发电机是通过电源系统加速而不是通过原 动机加速，那么，逆功率保护元件可以在一个 选择的时间范围内制动。只有在发电机在线时 低正向功率保护元件才处于激活状态。该保护 的动作值一般设置为低于正常运行条件下可预 期的发电机负载水平。
G650包括三个独立的通讯端口：COM1、COM2 及COM3，通过使用2个可拆卸的即插即用通讯 模块，这三个端口可具有许多物理选择。 COM1及COM2支持ModbusTM RTU及串行DNP 3.0 规约。COM1和COM2位于第一个即插即用通讯 模块上，具有三个不同的媒介选择：RS-485， 塑料或玻璃光纤。除此之外，在装置面板上还 有一个光电隔离的RS232端口，通过该RS232端 口可以访问COM2。
冷负荷启动
G650配备欠频率和过频率保护元件，该元件由 独立可调的电压元件来监视。 使用包括在G650 之中的频率变化率元件（df/dt）能够在系统出 现振荡时通过甩负荷对系统提供保护，而且该 元件还可以提供防孤岛保护。该元件通过对电 压、电流以及频率的检测执行对任何方向上频 率变化时的速度进行监视。
断路器失灵
断路器失灵功能能够确定一个接到跳闸信号的 断路器是否已经在规定的时间内清除故障。如 果故障未被清除，那么，断路器就应当执行进 一步的跳闸行为。G650继电器提供所需要的电 流源输入、数字输入和输出以及为三相跳闸方 案中执行断路器失灵功能的元件。断路器失灵 功能可以在内部实现启用和闭锁，也可以通过 外部输入触点或通讯接口启用和闭锁。
可选择的VT熔断器失灵
可选的VT熔断器失灵方案用于通过监视正／负 序电压和电流来检测熔断器失灵条件。
控制
G650的控制功能包括一个全特性的虚拟PLC和 一个可选的图形HMI显示屏幕，两种工具的结 合使用户能够将G650设置为具有断路器控制功 能，包括断路器和辅助隔离开关装置的实时监 视，分闸与合闸指令也可以通过可编程的联锁 功能进行监视。
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G650 发电机保护与控制系统
保护和控制
G650是一种用于分布式发电系统的保护与控制 装置。该装置可以用于小型与中型发电机的保 护与控制，也可以作为成套发电设备中主电源 失灵检测器来使用。
对于分布式发电系统国际标准所要求的所有保 护元件都集成在本保护装置内，这样便实现了 成本效率高、简单并安全可靠的解决方案。硬 件输入与输出以模块形式设计，所以，简单应 用向复杂应用的过度成为可能。
PLC接口可根据功能框图使用IEC 61131-3编程 语言编程。
根据不同的订货选项，G650最多可配备32个数 字输入及16个输出。所有的数字输入都可使用 一个单独的去抖动时间进行滤波，以满足用户 的特殊要求。此外，可编程的门槛值使得不同 的电压值（0-255 Vdc）可在同一模块中使用。
使用EnerVista G650设置软件，可通过一个图 形接口对所有的联锁及切换顺序进行编程。
监视、测量及报警屏可通过点击或拖动图标库 中的图标来生成。
PLC图形接口
测量和监视
G650可对所有AC信号进行高精度的测量和记 录。电压、电流及功率测量作为一种标准配备 被内置于继电器中。
诊断功能如录波、事件记录与EnerVista软件包 结合使用可以大大地缩短故障排除时间并简化 系统故障事件报告的生成过程。
这些信号可就地显示也可通过通讯远方访问。
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继电器所显示的测量值
图形显示屏幕中的测量值
基本记录功能
G650的基本记录功能如下：
录波
最多可配置24个录波通道以监视任一物理I／O 或内部的数字和模拟变量。波形追踪和数字状 态功能提供电力系统的可视显示以及在特定的 触发事件期间所捕捉到的控制器操作运行数据 的可视显示。采样速率最高可以达到64次/周期， 最多可存储20个故障记录。每次记录的容量依 所选的录波类型不同而不同。
过流保护
瞬时和延时过电流功能可用于相、中性点、接 地、灵敏接地以及负序电流保护。 该保护提供 一系列的时间曲线，这些曲线包括IEC曲线、 IEEE曲线、ANSI曲线、IAC曲线、I2t曲线、定时 限、整流器曲线和FlexCurve用户曲线。 相延时 过电流元件具有电压制动特性，该特性可以取 消。这一功能使G650易于与其他设备配合。
发电机保护与控制系统
高性能发电机保护继电器
主要优点
精巧的设计降低对安装空间的要求 － 多功能装置集成保护与控制功能， 并集成可编程按钮、可编程状态指示LED以及通讯接口 模块化设计 － 大大降低维护成本并简化维护过程
缩短系统事件分析时间并降低成本 － 事件顺序报告、录波、趋向文件、 IRIG-B时间同步
独立使用或用作变电站自动化控制系统的一部分
监视和测量 电流、电压、功率、功率因数、频率测量、需量测量 矢量漂移监视 可选择的系统振荡监视以及无功功率限制 断路器工况监视，包括断路器拉弧电流（I2t），跳闸计数器和跳闸 回路监视 事件记录仪 － 479个带时间标记的事件，时间分辨率为1ms 高分辨率录波以及数据记录（采样率可编程设置）