HDJB-5000光数字继电保护测试仪-电力工程用

一、产品介绍
   1.1、概述
      随着我国电力行业的发展及新技术的应用，智能变电站成为未来变电站的发 展趋势，并将成为智能电网中的重要组成部分。智能变电站是建立在 IEC61850 协议规范基础上，由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，以实现变电站 内电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
HDJB-5000 仪器是一款手持式智能变电站光数字综合测试仪，同时满足智能变 电站间隔层设备（微机保护、自动装置）、过程层设备（智能终端、合并单元） 等的报文分析及保护功能测试，完善的功能给您带来智能变电站高效、测试新体 验，是日常维护、检测、调试、监控与分析设备运行状态的必要工具。
   1.2、装置特点
      1. 业内全新、高效、便捷的测试手段
替换复杂选择输出 SMV、GOOSE 控制块的流程，通过选择目标测试设备，仪 器直接输出目标测试设备所需要的全部数据报文（IEC61850 SMV GOOSE）
      2. 接口丰富规约齐备
        产品具备 3 组 ST 光纤接口，3 种 LC 光纤接口，具备*扩展性。测试时IEC61850 9-2、9-1、9-2LE 由同一个光纤通道输入，自适应数据帧格式；
      3. 高精度、实时监控一次值与二次值 
        本系统采用高精度算法，实时监控、还原一次值与二次值
      4. 功能完善，集中智能设备的全面以及兼容性测试、性能 
        产品功能模块参考智能变电站测试方案进行设计，高覆盖智能变电站运维、检修、调试、监控等多方面使用场景
      5. 稳定性好
        产品可以*稳定运行，经过 30*24 小时不间断运行测试，硬件设计充分考 虑到各种运行条件，同时考虑到各种实验异常情况并进行信息提示
      6. 功能完备 SCD 解析软件
        SCD 解析软件高速度解析 SCD 文件，并展示智能设备发布、订阅块信息，同 时具备 FTP 传输、SCD 检测功能
      7. 长时间续航能力
        仪器具备稳定长时间续航能力，正常充满点后，使用时间在 10 小时，满足 长时间测试需要。
      1.3、装置特征
        1.兼容多厂家的 IED 文件，支持 SCD 文件解析和检测，并分析数据发布、订阅 信息，简化测试过程
        2.支持 IEC61850-9-1/2、IEC60044-7/8(FT3 和 FT3 扩展) 、GOOSE、IRIG-B、 IEEE1588 等标准规约，可接入智能变电站过程层、间隔层之间任意网络节点、 设备收发报文
        3.数量多的对外接口,3 对 ST 接口（SFP）,3 个 LC 接口，1 个电网口，同时 具备 wifi 模块用以满足用户和保护逻辑验证的多种需求
        4.支持 SMV、GOOSE、IRIG-B、IEEE1588 报文监测，可对报文进行异常统计。 具备遥信、遥测量监测功能，遥测量采用表格、序量等方式进行监测
        5.具备 GPS 校时信号输出功能（IRIG-B）,以进行设备校时测试
        6.支持 IEC60044-7/8(FT3)采样值报文收发功能，可选 2.5Mbps、5Mbps、10Mbps传输波特率
        7.支持多种 SMV 报文采样率设置，支持 GOOSE 心跳报文与变位报文间隔时间设 置
        8.支持 IRIG-B 以及 IEEE 1588 对时方式，提供时间同步以及查看时钟源时间 功能
        9.支持测试光数字电压、电流互感器、变压器的极性测试
       10.大屏幕图形彩色液晶显示、直观友好的界面菜单，模块化的操作属性配置， 信息详细直观、按键操作方便易用
      1.4、装置技术参数
        在额定 50Hz 的情况下，采样值 SV 电压测量精度优于 0.001%，相位精度优于0.001°;
        采样值 SV 电流精度优于 0.001%，相位精度优于 0.001° 
        接收 GOOSE 事件分辨率≤100us
        画面响应时间<100ms 
        遥测响应相应时间<100ms 
        遥信变位响应时间<100ms 
        频率精度≤0.02Hz 
        实时监控刷新时间≤20ms
        智能设备平均*时间（MTBF）≥100000 小时 
        系统平均*时间（MTBF）≥50000 小时 
        光口数量：3 对 LC 光口，3 组 ST 光口 
        光口参数值：LC 光口 1310nm ，ST 光口 850nm 
        装置功耗：7.5w
        装置电源：8000Ma.H*3.7V*3
      1.5、装置执行标准
        DL/T 860 系列标准《变电站通信网络和系统》（即 IEC61850 系列标准）
        DL/T 624-1997《继电保护微机型实验装置技术条件》
        GB/T20840.8-2007《互感器 第八部分：电子式电流互感器》
        IEC62195《电力系统控制与相关通信 电力市场的通信》
        IEC62210《数据与通信安全》
      1.6、装置工作环境
        1、运行温度：户内安装 ，环境温度－25℃～＋70℃；
        2、环境湿度：空气相对湿度不大于 100％（热带雨林高湿热盐雾气候，非凝露）；
        3、高度：海拨高度不大于 4000 米；
        4、大气压力：86～108kPa；
        5、温差：日气温大变化 40℃；
        6、抗震能力：水平加速度不大于 0.4g，垂直加速度不大于 0.2g；
      1.7、电磁兼容性
        本仪器会运行于各种电压等级变电站中，由于其电磁环境非常恶劣，故设备 要具备较强的可靠性及电磁兼容性，下面是对系统电磁兼容性的要求：
    1.IEC255-21-1    《3 级高频干扰试验：2.5KV（1MHz/400KHz）》
    2.IEC255-21-4    《快速瞬变干扰试验》
    3.IEC61000-4-2    《静电放电抗干扰度试验：3 级》
    4.IEC61000-4-3    《辐射电磁场抗干扰度试验：3 级》
    5.IEC61000-4-4    《快速瞬变电脉冲群抗干扰度试验：4 级》
    6.IEC61000-4-5    《冲击（浪涌）抗干扰度试验》
    7.IEC61000-4-6    《电磁场感应的传导扰抗扰度试验》
    8.IEC61000-4-8    《工频磁场的抗扰度试验》
      1.8、装置硬件接口
         完善的对外接口：
            业内多的对外接口，不仅满足对保护逻辑验证的需要，同时兼顾功能扩展 性和稳定性。用以保证后续功能的升级和满足用户的多种需求。

        接口说明

光口：    3 组 ST 光网口，光波长 1310nm
光串口：1 个 FT3 接收口，1 个 FT3 发送口（复用 B 码发送口）、1 个 B 码接收口， 接口类型 LC，多模光纤（支持 2.5M、5M、10M 波特率，光波长 850nm。
电网口：1 路百兆以太网接口，可用于和上位机通信，FTP 传输等
SD 卡接口：1 路外置 SD 卡

蓄电池的电荷量：由于注入蓄电池的电解液深度、电极表面反应物质的厚度、电极表面的孔隙率等不同，而使蓄电池的内阻相差较大，从而电荷量也相差较大。2.3温度：环境温度的变化，例如上升，这时反应物质的扩散加快、电荷传递、电极动力学过程和物质转移更容易进行，因而蓄电池内阻减小。反之，就会增加。

2.4蓄电池的型号：不同生产厂、不同种类、不同型号的蓄电池，由于电极、电解液、隔膜的材料配方不同，电池的结构不同、装配工艺不同而使蓄电池内阻产生差异。

2.5测量信号频率：目前许多蓄电池内阻测量，实际上测的是蓄电池的阻抗，内中包括了容抗，而容抗大小和测量信号频率有关，使蓄电池内阻测量结果不具有客HDJB-5000光数字继电保护测试仪-电力工程用观性。要具有客观性，应根据测量信号电流和电压的相位关系，用解析的方法去除蓄电池电容对测量结果的影响，使测量率结果与信号测量频率无关，即在任何测量信号频率下，内阻测量结果具有一性。2.6测量时间和测量电流大小：在采用较大测量电流的情况下，在施加测量信号和关闭测量信号的瞬间，由于极的建立和稳定是个变化过程，不同的测量电流，不同的测量时间，极化是不同的，使蓄电池内阻测量结果不具有客观性。要具有客观性，应尽量用较小的信号电流进行内阻测量，根据实验，测量电流小于或等于0.05C10，(其中C10为10小时放电率下蓄电池的容量。用内阻交流放电法测量蓄电池内阻

内阻交流放电法是在交流注入法蓄电池内阻测量技术的基础上更进一步的发展，该方法综合了交流注入法和直流放电法的优点。其原理是用CPU通过D/A控制智能负载，使蓄电池向智能负载放电，产生一个低频(频率小于100HZ)，幅值约为0.01C10-0.05C10 的正弦波交流信号(频率为fo，角速度为ω=2πfo的电流I=IoSin(ωoT),其中C10为10小时放电率下蓄电池的容量。在蓄电池上产生的电压响应为：U=UoSin(ωoT+Φ); 其阻抗为：Z=Uo/IoXejφ

交流放电法蓄电池内阻测量原理图见图2。3.1 MOS管：MOS管的作用是由CPU通过D/A控制MOS管，使蓄电池向负载放电，产生特定频率的、幅值稳定的正弦波激励信号。3.2多路开关：多路开关由CPU控制，进行信号的切换。以实现蓄电池组中每节蓄电池内阻的测量。3.3耦合电容：其作用是隔离直流，而使交流信号顺利通过。为保证测量电路的精度，耦合电容要保证严格的匹配性。3.4可编程带通滤波器：蓄电池在线工作时，充电装置纹波电流可能相当大，一些UPS电源的纹波电流有数安甚至数十安，远大于测量信号，如果不采取滤波，后级的放大器将会饱和。可编程带通滤波器的设计可以使频率接近为测量信号频率，而其它频率信号不能通过。这样后级的放大器可以将微弱的测量信号进行有效的放大。3.5高速同步A/D转换器：它可以实现电流信号和电压信号的同步高速采样，确保电流信号和电压信号严格的相位关系，并将模拟信号转换为数字信号。3.6 DSP：虽然经过前级的滤波去除了大部分干扰信号，但仍有相当的干扰信号和有效信号一起被采样进来，如不进行处理，将会严重影响测量精度。由于只有频率为fo的信号为有效信号，利用DSP的数字运算能力，对采样信号用FFT算法分别提取电流、电压采样信号中频率为fo的信号部分进HDJB-5000光数字继电保护测试仪-电力工程用运算。电流、电压采样信号送入DSP后，DSP对信号进行如下处理：3.6.1对电流和电压采样信号进行FFT变换，分别计算电流信号和电