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(xiàn)變電站 內電氣設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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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
        產品可以長期穩(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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)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(shù)
        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(shù)量：3 對 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(shù)據(jù)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》

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羅氏線圈基本知識

羅格夫斯基線圈（Rogowski coils），簡稱羅氏線圈，又被稱為磁位計，早被用于磁路的測量。一般情況下羅氏線圈為圓形或矩形，線圈骨架可以選擇空心或磁性骨架，導線均勻繞制在骨架上。羅氏線圈的結構示意圖如圖 5-1所示。

5-1 羅氏線圈結構示意圖

羅氏線圈的原邊為流過被測電流的導體，副邊為多匝線圈。當有交變的電流流過穿過線圈中心的導體時，會產生交變的磁場。副邊線圈與被測電流產生的磁通相交鏈，整個羅氏線圈副邊產生的磁鏈正比于導體中流過的電流大小。變化的磁鏈產生電動勢，且電動勢的大小與磁鏈的變化率成正比。令流過導體的電流為，線圈副邊感應出的電動勢為，基于安培環(huán)路定律和法拉第電磁感應定律，可由Maxwell方程^[8]解得：（5-1）

其中M為羅氏線圈的互感系數(shù)。

根據(jù)羅氏線圈負載的不同，線圈可分為外積分式和自積分式^[9]。外積分式羅氏線圈又稱作窄帶型電流傳感器，具有較好的抗干擾能力。當采用外積分式羅氏線圈時，為得到電流的波形，線圈的輸出通常需要經過無源RC外積分電路、由運放構成的有源外積分電路，以及數(shù)自積分電路等負載。外積分式羅氏線圈受積分電路頻率性能影響較大，測量頻率上限受到限制，一般用于測量兆赫茲以下的中低頻率電流。自積分式羅氏線圈又稱作寬帶型電流傳感器，具有相對較寬的檢測頻帶。由于其直接采用積分電阻，因此頻率響應較快，適用于測量上升時間較短的脈沖電流信號。

羅氏線圈根據(jù)其結構不同可分為撓性羅氏線圈、剛性羅氏線圈和PCB型羅氏線圈^[10-11]。撓性羅氏線圈以能夠*的撓性材料作為線圈骨架，將導線均勻繞在骨架上。測量時將骨架彎曲成一個閉合的環(huán)，使通電導體沖線圈中心穿過。這種線圈使用方便，但測量精確度低、穩(wěn)定性不高。剛性羅氏線圈采用剛性結構線圈骨架，在結構上更容易使得繞線能夠均勻分布，大大提高了抗外磁場干擾的能力，從而提高了測量的精確度。這種線圈的測量精確度和可靠性較高，但在實際使用中會受到現(xiàn)場安裝條件的限制。PCB型羅氏線圈是一種基于印刷電路板（PCB）骨架的羅氏線圈，相比傳統(tǒng)的羅氏線圈，其線圈密度、骨架截面積以及線圈截面與中心線的垂直程度都有極大提高，是一種高精度的羅氏線圈。這種線圈現(xiàn)在還處于起步階段，其實際應用還有一定的距頻局部放電檢測基本原理

用于局部放電檢測的羅氏線圈稱為高頻電流傳感器，其有效的頻率檢測范圍一般為3MHz～30MHz。由于所測量的局部放電信號是微小的高頻電流信號，傳感器需要在較寬的頻帶內有較高的靈敏度。因此HFCT選用高磁導率的磁芯作為線圈骨架，并通常采用自積分式線圈結構^[13]。使用HFCT進行局部放電檢測的等效電路圖如圖 5-2所示。其中為被測導體中流過的局部放電脈沖電流，M為被測導體與HFCT線圈之間的互感，L_s為線圈的自感，R_s為線圈的等效電阻，C_s為線圈的等效雜散電容，R為負載積分電阻，u_o(t)為HFCT傳感器的輸出電壓信號。

高頻電流傳感器局部放電檢測等效電路圖

在傳感器參數(shù)滿足自積喀什市手持光數(shù)字繼電保護分析儀出廠價分條件的情況下，忽略雜散電容C_s，計算可得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為^[1 （5-2）

其中N為線圈的繞線匝數(shù)。

因此，在滿足自積分條件的一段有效頻帶內，HFCT的傳遞函數(shù)是與頻率無關的常數(shù)。并且，HFCT的靈敏度與繞線匝數(shù)N成反比，與積分電阻R成正比。喀什市手持光數(shù)字繼電保護分析儀出廠價遞函數(shù)H(S)為：

      （5-3）

HFCT等效電路類似于高頻小信號并聯(lián)諧振回路，采用高頻小信號并聯(lián)諧振回路理論分析可得電流傳感器的頻帶為：

下限截止頻率：              （5-4）上限截止頻率：                （5-5）