一、產(chǎn)品介紹
   1.1、概述
      隨著我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展及新技術(shù)的應(yīng)用，智能變電站成為未來(lái)變電站的發(fā) 展趨勢(shì)，并將成為智能電網(wǎng)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(chǔ)上，由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，以實(shí)現(xiàn)變電站 內(nèi)電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。
HDJB-5000 儀器是一款手持式智能變電站光數(shù)字綜合測(cè)試儀，同時(shí)滿足智能變 電站間隔層設(shè)備（微機(jī)保護(hù)、自動(dòng)裝置）、過(guò)程層設(shè)備（智能終端、合并單元） 等的報(bào)文分析及保護(hù)功能測(cè)試，完善的功能給您帶來(lái)智能變電站高效、測(cè)試新體 驗(yàn)，是日常維護(hù)、檢測(cè)、調(diào)試、監(jiān)控與分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的必要工具。
   1.2、裝置特點(diǎn)
      1. 業(yè)內(nèi)全新、高效、便捷的測(cè)試手段
替換復(fù)雜選擇輸出 SMV、GOOSE 控制塊的流程，通過(guò)選擇目標(biāo)測(cè)試設(shè)備，儀 器直接輸出目標(biāo)測(cè)試設(shè)備所需要的全部數(shù)據(jù)報(bào)文（IEC61850 SMV GOOSE）
      2. 接口豐富規(guī)約齊備
        產(chǎn)品具備 3 組 ST 光纖接口，3 種 LC 光纖接口，具備*擴(kuò)展性。測(cè)試時(shí)IEC61850 9-2、9-1、9-2LE 由同一個(gè)光纖通道輸入，自適應(yīng)數(shù)據(jù)幀格式；
      3. 高精度、實(shí)時(shí)監(jiān)控一次值與二次值 
        本系統(tǒng)采用高精度算法，實(shí)時(shí)監(jiān)控、還原一次值與二次值
      4. 功能完善，集中智能設(shè)備的全面以及兼容性測(cè)試、性能 
        產(chǎn)品功能模塊參考智能變電站測(cè)試方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，高覆蓋智能變電站運(yùn)維、檢修、調(diào)試、監(jiān)控等多方面使用場(chǎng)景
      5. 穩(wěn)定性好
        產(chǎn)品可以*穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)過(guò) 30*24 小時(shí)不間斷運(yùn)行測(cè)試，硬件設(shè)計(jì)充分考 慮到各種運(yùn)行條件，同時(shí)考慮到各種實(shí)驗(yàn)異常情況并進(jìn)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(shè)備發(fā)布、訂閱塊信息，同 時(shí)具備 FTP 傳輸、SCD 檢測(cè)功能
      7. 長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航能力
        儀器具備穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航能力，正常充滿點(diǎn)后，使用時(shí)間在 10 小時(shí)，滿足 長(zhǎng)時(shí)間測(cè)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(cè)，并分析數(shù)據(jù)發(fā)布、訂閱 信息，簡(jiǎn)化測(cè)試過(guò)程
        2.支持 IEC61850-9-1/2、IEC60044-7/8(FT3 和 FT3 擴(kuò)展) 、GOOSE、IRIG-B、 IEEE1588 等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，可接入智能變電站過(guò)程層、間隔層之間任意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、 設(shè)備收發(fā)報(bào)文
        3.數(shù)量多的對(duì)外接口,3 對(duì) ST 接口（SFP）,3 個(gè) LC 接口，1 個(gè)電網(wǎng)口，同時(shí) 具備 wifi 模塊用以滿足用戶和保護(hù)邏輯驗(yàn)證的多種需求
        4.支持 SMV、GOOSE、IRIG-B、IEEE1588 報(bào)文監(jiān)測(cè)，可對(duì)報(bào)文進(jìn)行異常統(tǒng)計(jì)。 具備遙信、遙測(cè)量監(jiān)測(cè)功能，遙測(cè)量采用表格、序量等方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)
        5.具備 GPS 校時(shí)信號(hào)輸出功能（IRIG-B）,以進(jìn)行設(shè)備校時(shí)測(cè)試
        6.支持 IEC60044-7/8(FT3)采樣值報(bào)文收發(fā)功能，可選 2.5Mbps、5Mbps、10Mbps傳輸波特率
        7.支持多種 SMV 報(bào)文采樣率設(shè)置，支持 GOOSE 心跳報(bào)文與變位報(bào)文間隔時(shí)間設(shè) 置
        8.支持 IRIG-B 以及 IEEE 1588 對(duì)時(shí)方式，提供時(shí)間同步以及查看時(shí)鐘源時(shí)間 功能
        9.支持測(cè)試光數(shù)字電壓、電流互感器、變壓器的極性測(cè)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(xì)直觀、按鍵操作方便易用
      1.4、裝置技術(shù)參數(shù)
        在額定 50Hz 的情況下，采樣值 SV 電壓測(cè)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(yīng)時(shí)間<100ms 
        遙測(cè)響應(yīng)相應(yīng)時(shí)間<100ms 
        遙信變位響應(yīng)時(shí)間<100ms 
        頻率精度≤0.02Hz 
        實(shí)時(shí)監(jiān)控刷新時(shí)間≤20ms
        智能設(shè)備平均*時(shí)間（MTBF）≥100000 小時(shí) 
        系統(tǒng)平均*時(shí)間（MTBF）≥50000 小時(shí) 
        光口數(shù)量：3 對(duì) LC 光口，3 組 ST 光口 
        光口參數(shù)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(biāo)準(zhǔn)
        DL/T 860 系列標(biāo)準(zhǔn)《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》（即 IEC61850 系列標(biāo)準(zhǔn)）
        DL/T 624-1997《繼電保護(hù)微機(jī)型實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)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(guān)通信 電力市場(chǎng)的通信》
        IEC62210《數(shù)據(jù)與通信安全》
      1.6、裝置工作環(huán)境
        1、運(yùn)行溫度：戶內(nèi)安裝 ，環(huán)境溫度－25℃～＋70℃；
        2、環(huán)境濕度：空氣相對(duì)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(huì)運(yùn)行于各種電壓等級(jí)變電站中，由于其電磁環(huán)境非常惡劣，故設(shè)備 要具備較強(qiáng)的可靠性及電磁兼容性，下面是對(duì)系統(tǒng)電磁兼容性的要求：
    1.IEC255-21-1    《3 級(jí)高頻干擾試驗(yàn)：2.5KV（1MHz/400KHz）》
    2.IEC255-21-4    《快速瞬變干擾試驗(yàn)》
    3.IEC61000-4-2    《靜電放電抗干擾度試驗(yàn)：3 級(jí)》
    4.IEC61000-4-3    《輻射電磁場(chǎng)抗干擾度試驗(yàn)：3 級(jí)》
    5.IEC61000-4-4    《快速瞬變電脈沖群抗干擾度試驗(yàn)：4 級(jí)》
    6.IEC61000-4-5    《沖擊（浪涌）抗干擾度試驗(yàn)》
    7.IEC61000-4-6    《電磁場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)擾抗擾度試驗(yàn)》
    8.IEC61000-4-8    《工頻磁場(chǎng)的抗擾度試驗(yàn)》
      1.8、裝置硬件接口
         完善的對(duì)外接口：
            業(yè)內(nèi)多的對(duì)外接口，不僅滿足對(duì)保護(hù)邏輯驗(yàn)證的需要，同時(shí)兼顧功能擴(kuò)展 性和穩(wěn)定性。用以保證后續(xù)功能的升級(jí)和滿足用戶的多種需求。

        接口說(shuō)明

光口：    3 組 ST 光網(wǎng)口，光波長(zhǎng) 1310nm
光串口：1 個(gè) FT3 接收口，1 個(gè) FT3 發(fā)送口（復(fù)用 B 碼發(fā)送口）、1 個(gè) 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(zhǎng) 850nm。
電網(wǎng)口：1 路百兆以太網(wǎng)接口，可用于和上位機(jī)通信，F(xiàn)TP 傳輸?shù)?br />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(yīng)物質(zhì)的厚度、電極表面的孔隙率等不同，而使蓄電池的內(nèi)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(shí)反應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散加快、電荷傳遞、電極動(dòng)力學(xué)過(guò)程和物質(zhì)轉(zhuǎn)移更容易進(jìn)行，因而蓄電池內(nèi)阻減小。反之，就會(huì)增加。

2.4蓄電池的型號(hào)：不同生產(chǎn)廠、不同種類、不同型號(hào)的蓄電池，由于電極、電解液、隔膜的材料配方不同，電池的結(jié)構(gòu)不同、裝配工藝不同而使蓄電池內(nèi)阻產(chǎn)生差異。

2.5測(cè)量信號(hào)頻率：目前許多蓄電池內(nèi)阻測(cè)量，實(shí)際上測(cè)的是蓄電池的阻抗，內(nèi)中包括了容抗，而容抗大小和測(cè)量信號(hào)頻率有關(guān)，使蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果不具有客HDJB-5000光數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀-電力工程用觀性。要具有客觀性，應(yīng)根據(jù)測(cè)量信號(hào)電流和電壓的相位關(guān)系，用解析的方法去除蓄電池電容對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，使測(cè)量率結(jié)果與信號(hào)測(cè)量頻率無(wú)關(guān)，即在任何測(cè)量信號(hào)頻率下，內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果具有一性。2.6測(cè)量時(shí)間和測(cè)量電流大?。涸诓捎幂^大測(cè)量電流的情況下，在施加測(cè)量信號(hào)和關(guān)閉測(cè)量信號(hào)的瞬間，由于極的建立和穩(wěn)定是個(gè)變化過(guò)程，不同的測(cè)量電流，不同的測(cè)量時(shí)間，極化是不同的，使蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果不具有客觀性。要具有客觀性，應(yīng)盡量用較小的信號(hào)電流進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量電流小于或等于0.05C10，(其中C10為10小時(shí)放電率下蓄電池的容量。用內(nèi)阻交流放電法測(cè)量蓄電池內(nèi)阻

內(nèi)阻交流放電法是在交流注入法蓄電池內(nèi)阻測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上更進(jìn)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(diǎn)。其原理是用CPU通過(guò)D/A控制智能負(fù)載，使蓄電池向智能負(fù)載放電，產(chǎn)生一個(gè)低頻(頻率小于100HZ)，幅值約為0.01C10-0.05C10 的正弦波交流信號(hào)(頻率為fo，角速度為ω=2πfo的電流I=IoSin(ωoT),其中C10為10小時(shí)放電率下蓄電池的容量。在蓄電池上產(chǎn)生的電壓響應(yīng)為：U=UoSin(ωoT+Φ); 其阻抗為：Z=Uo/IoXejφ

交流放電法蓄電池內(nèi)阻測(cè)量原理圖見(jiàn)圖2。3.1 MOS管：MOS管的作用是由CPU通過(guò)D/A控制MOS管，使蓄電池向負(fù)載放電，產(chǎn)生特定頻率的、幅值穩(wěn)定的正弦波激勵(lì)信號(hào)。3.2多路開(kāi)關(guān)：多路開(kāi)關(guān)由CPU控制，進(jìn)行信號(hào)的切換。以實(shí)現(xiàn)蓄電池組中每節(jié)蓄電池內(nèi)阻的測(cè)量。3.3耦合電容：其作用是隔離直流，而使交流信號(hào)順利通過(guò)。為保證測(cè)量電路的精度，耦合電容要保證嚴(yán)格的匹配性。3.4可編程帶通濾波器：蓄電池在線工作時(shí)，充電裝置紋波電流可能相當(dāng)大，一些UPS電源的紋波電流有數(shù)安甚至數(shù)十安，遠(yuǎn)大于測(cè)量信號(hào)，如果不采取濾波，后級(jí)的放大器將會(huì)飽和。可編程帶通濾波器的設(shè)計(jì)可以使頻率接近為測(cè)量信號(hào)頻率，而其它頻率信號(hào)不能通過(guò)。這樣后級(jí)的放大器可以將微弱的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行有效的放大。3.5高速同步A/D轉(zhuǎn)換器：它可以實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)和電壓信號(hào)的同步高速采樣，確保電流信號(hào)和電壓信號(hào)嚴(yán)格的相位關(guān)系，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。3.6 DSP：雖然經(jīng)過(guò)前級(jí)的濾波去除了大部分干擾信號(hào)，但仍有相當(dāng)?shù)母蓴_信號(hào)和有效信號(hào)一起被采樣進(jìn)來(lái)，如不進(jìn)行處理，將會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量精度。由于只有頻率為fo的信號(hào)為有效信號(hào)，利用DSP的數(shù)字運(yùn)算能力，對(duì)采樣信號(hào)用FFT算法分別提取電流、電壓采樣信號(hào)中頻率為fo的信號(hào)部分進(jìn)HDJB-5000光數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀-電力工程用運(yùn)算。電流、電壓采樣信號(hào)送入DSP后，DSP對(duì)信號(hào)進(jìn)行如下處理：3.6.1對(duì)電流和電壓采樣信號(hào)進(jìn)行FFT變換，分別計(jì)算電流信號(hào)和電