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一,、產品介紹
   1.1,、概述
      隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展及新技術的應用，智能變電站成為未來變電站的發(fā) 展趨勢,，并將成為智能電網中的重要組成部分,。智能變電站是建立在 IEC61850 協(xié)議規(guī)范基礎上，由智能化一次設備和網絡化二次設備分層構建,，以實現變電站 內電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站,。
HDJB-5000 儀器是一款手持式智能變電站光數字綜合測試儀，同時滿足智能變 電站間隔層設備（微機保護,、自動裝置）,、過程層設備（智能終端、合并單元） 等的報文分析及保護功能測試,，完善的功能給您帶來智能變電站高效,、測試新體 驗，是日常維護,、檢測,、調試、監(jiān)控與分析設備運行狀態(tài)的必要工具,。
   1.2,、裝置特點
      1. 業(yè)內全新、高效,、便捷的測試手段
替換復雜選擇輸出 SMV,、GOOSE 控制塊的流程，通過選擇目標測試設備,，儀 器直接輸出目標測試設備所需要的全部數據報文（IEC61850 SMV GOOSE）
      2. 接口豐富規(guī)約齊備
        產品具備 3 組 ST 光纖接口,，3 種 LC 光纖接口，具備*擴展性,。測試時IEC61850 9-2,、9-1、9-2LE 由同一個光纖通道輸入,，自適應數據幀格式,；
      3. 高精度,、實時監(jiān)控一次值與二次值 
        本系統(tǒng)采用高精度算法，實時監(jiān)控,、還原一次值與二次值
      4. 功能完善,，集中智能設備的全面以及兼容性測試、性能 
        產品功能模塊參考智能變電站測試方案進行設計,，高覆蓋智能變電站運維、檢修,、調試,、監(jiān)控等多方面使用場景
      5. 穩(wěn)定性好
        產品可以*穩(wěn)定運行，經過 30*24 小時不間斷運行測試,，硬件設計充分考 慮到各種運行條件,，同時考慮到各種實驗異常情況并進行信息提示
      6. 功能完備 SCD 解析軟件
        SCD 解析軟件高速度解析 SCD 文件，并展示智能設備發(fā)布,、訂閱塊信息,，同 時具備 FTP 傳輸、SCD 檢測功能
      7. 長時間續(xù)航能力
        儀器具備穩(wěn)定長時間續(xù)航能力,，正常充滿點后,，使用時間在 10 小時，滿足 長時間測試需要,。
      1.3,、裝置特征
        1.兼容多廠家的 IED 文件，支持 SCD 文件解析和檢測,，并分析數據發(fā)布,、訂閱 信息，簡化測試過程
        2.支持 IEC61850-9-1/2,、IEC60044-7/8(FT3 和 FT3 擴展) ,、GOOSE、IRIG-B,、 IEEE1588 等標準規(guī)約,，可接入智能變電站過程層、間隔層之間任意網絡節(jié)點,、 設備收發(fā)報文
        3.數量多的對外接口,3 對 ST 接口（SFP）,3 個 LC 接口,，1 個電網口，同時 具備 wifi 模塊用以滿足用戶和保護邏輯驗證的多種需求
        4.支持 SMV,、GOOSE,、IRIG-B、IEEE1588 報文監(jiān)測,，可對報文進行異常統(tǒng)計,。 具備遙信,、遙測量監(jiān)測功能，遙測量采用表格,、序量等方式進行監(jiān)測
        5.具備 GPS 校時信號輸出功能（IRIG-B）,以進行設備校時測試
        6.支持 IEC60044-7/8(FT3)采樣值報文收發(fā)功能,，可選 2.5Mbps、5Mbps,、10Mbps傳輸波特率
        7.支持多種 SMV 報文采樣率設置,，支持 GOOSE 心跳報文與變位報文間隔時間設 置
        8.支持 IRIG-B 以及 IEEE 1588 對時方式，提供時間同步以及查看時鐘源時間 功能
        9.支持測試光數字電壓,、電流互感器,、變壓器的極性測試
       10.大屏幕圖形彩色液晶顯示、直觀友好的界面菜單,，模塊化的操作屬性配置,， 信息詳細直觀、按鍵操作方便易用
      1.4,、裝置技術參數
        在額定 50Hz 的情況下,，采樣值 SV 電壓測量精度優(yōu)于 0.001%，相位精度優(yōu)于0.001°;
        采樣值 SV 電流精度優(yōu)于 0.001%,，相位精度優(yōu)于 0.001° 
        接收 GOOSE 事件分辨率≤100us
        畫面響應時間<100ms 
        遙測響應相應時間<100ms 
        遙信變位響應時間<100ms 
        頻率精度≤0.02Hz 
        實時監(jiān)控刷新時間≤20ms
        智能設備平均*時間（MTBF）≥100000 小時 
        系統(tǒng)平均*時間（MTBF）≥50000 小時 
        光口數量：3 對 LC 光口,，3 組 ST 光口 
        光口參數值：LC 光口 1310nm ，ST 光口 850nm 
        裝置功耗：7.5w
        裝置電源：8000Ma.H*3.7V*3
      1.5,、裝置執(zhí)行標準
        DL/T 860 系列標準《變電站通信網絡和系統(tǒng)》（即 IEC61850 系列標準）
        DL/T 624-1997《繼電保護微機型實驗裝置技術條件》
        GB/T20840.8-2007《互感器 第八部分：電子式電流互感器》
        IEC62195《電力系統(tǒng)控制與相關通信 電力市場的通信》
        IEC62210《數據與通信安全》
      1.6,、裝置工作環(huán)境
        1、運行溫度：戶內安裝 ,，環(huán)境溫度－25℃～＋70℃,；
        2、環(huán)境濕度：空氣相對濕度不大于 100％（熱帶雨林高濕熱鹽霧氣候,，非凝露）,；
        3、高度：海撥高度不大于 4000 米,；
        4,、大氣壓力：86～108kPa；
        5,、溫差：日氣溫大變化 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、電磁兼容性
        本儀器會運行于各種電壓等級變電站中,，由于其電磁環(huán)境非常惡劣,，故設備 要具備較強的可靠性及電磁兼容性,，下面是對系統(tǒng)電磁兼容性的要求：
    1.IEC255-21-1    《3 級高頻干擾試驗：2.5KV（1MHz/400KHz）》
    2.IEC255-21-4    《快速瞬變干擾試驗》
    3.IEC61000-4-2    《靜電放電抗干擾度試驗：3 級》
    4.IEC61000-4-3    《輻射電磁場抗干擾度試驗：3 級》
    5.IEC61000-4-4    《快速瞬變電脈沖群抗干擾度試驗：4 級》
    6.IEC61000-4-5    《沖擊（浪涌）抗干擾度試驗》
    7.IEC61000-4-6    《電磁場感應的傳導擾抗擾度試驗》
    8.IEC61000-4-8    《工頻磁場的抗擾度試驗》
      1.8、裝置硬件接口
         完善的對外接口：
            業(yè)內多的對外接口,，不僅滿足對保護邏輯驗證的需要,，同時兼顧功能擴展 性和穩(wěn)定性。用以保證后續(xù)功能的升級和滿足用戶的多種需求,。

        接口說明

光口：    3 組 ST 光網口,，光波長 1310nm
光串口：1 個 FT3 接收口，1 個 FT3 發(fā)送口（復用 B 碼發(fā)送口）,、1 個 B 碼接收口,， 接口類型 LC，多模光纖（支持 2.5M,、5M、10M 波特率,，光波長 850nm,。
電網口：1 路百兆以太網接口，可用于和上位機通信,，FTP 傳輸等
SD 卡接口：1 路外置 SD 卡

蓄電池的電荷量：由于注入蓄電池的電解液深度,、電極表面反應物質的厚度、電極表面的孔隙率等不同,，而使蓄電池的內阻相差較大,，從而電荷量也相差較大。2.3溫度：環(huán)境溫度的變化,，例如上升,，這時反應物質的擴散加快、電荷傳遞,、電極動力學過程和物質轉移更容易進行,，因而蓄電池內阻減小。反之,，就會增加,。

2.4蓄電池的型號：不同生產廠、不同種類,、不同型號的蓄電池,，由于電極、電解液,、隔膜的材料配方不同,，電池的結構不同、裝配工藝不同而使蓄電池內阻產生差異,。

2.5測量信號頻率：目前許多蓄電池內阻測量,，實際上測的是蓄電池的阻抗,，內中包括了容抗，而容抗大小和測量信號頻率有關,，使蓄電池內阻測量結果不具有客HDJB-5000光數字繼電保護測試儀-電力工程用觀性,。要具有客觀性，應根據測量信號電流和電壓的相位關系,，用解析的方法去除蓄電池電容對測量結果的影響,，使測量率結果與信號測量頻率無關，即在任何測量信號頻率下,，內阻測量結果具有一性,。2.6測量時間和測量電流大小：在采用較大測量電流的情況下,，在施加測量信號和關閉測量信號的瞬間,，由于極的建立和穩(wěn)定是個變化過程，不同的測量電流,，不同的測量時間,，極化是不同的，使蓄電池內阻測量結果不具有客觀性,。要具有客觀性,，應盡量用較小的信號電流進行內阻測量，根據實驗,，測量電流小于或等于0.05C10,，(其中C10為10小時放電率下蓄電池的容量。用內阻交流放電法測量蓄電池內阻

內阻交流放電法是在交流注入法蓄電池內阻測量技術的基礎上更進一步的發(fā)展,，該方法綜合了交流注入法和直流放電法的優(yōu)點,。其原理是用CPU通過D/A控制智能負載，使蓄電池向智能負載放電,，產生一個低頻(頻率小于100HZ),，幅值約為0.01C10-0.05C10 的正弦波交流信號(頻率為fo，角速度為ω=2πfo的電流I=IoSin(ωoT),其中C10為10小時放電率下蓄電池的容量,。在蓄電池上產生的電壓響應為：U=UoSin(ωoT+Φ); 其阻抗為：Z=Uo/IoXejφ

交流放電法蓄電池內阻測量原理圖見圖2,。3.1 MOS管：MOS管的作用是由CPU通過D/A控制MOS管，使蓄電池向負載放電,，產生特定頻率的,、幅值穩(wěn)定的正弦波激勵信號。3.2多路開關：多路開關由CPU控制,，進行信號的切換,。以實現蓄電池組中每節(jié)蓄電池內阻的測量。3.3耦合電容：其作用是隔離直流,，而使交流信號順利通過,。為保證測量電路的精度,，耦合電容要保證嚴格的匹配性。3.4可編程帶通濾波器：蓄電池在線工作時,，充電裝置紋波電流可能相當大,，一些UPS電源的紋波電流有數安甚至數十安，遠大于測量信號,，如果不采取濾波,，后級的放大器將會飽和?？删幊處V波器的設計可以使頻率接近為測量信號頻率,，而其它頻率信號不能通過。這樣后級的放大器可以將微弱的測量信號進行有效的放大,。3.5高速同步A/D轉換器：它可以實現電流信號和電壓信號的同步高速采樣,，確保電流信號和電壓信號嚴格的相位關系，并將模擬信號轉換為數字信號,。3.6 DSP：雖然經過前級的濾波去除了大部分干擾信號,，但仍有相當的干擾信號和有效信號一起被采樣進來，如不進行處理,，將會嚴重影響測量精度。由于只有頻率為fo的信號為有效信號,，利用DSP的數字運算能力,，對采樣信號用FFT算法分別提取電流、電壓采樣信號中頻率為fo的信號部分進HDJB-5000光數字繼電保護測試儀-電力工程用運算,。電流,、電壓采樣信號送入DSP后，DSP對信號進行如下處理：3.6.1對電流和電壓采樣信號進行FFT變換,，分別計算電流信號和電