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，*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*，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)品可以長(zhǎng)期穩(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(huà)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)》

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羅氏線圈基本知識(shí)

羅格夫斯基線圈（Rogowski coils），簡(jiǎn)稱羅氏線圈，又被稱為磁位計(jì)，早被用于磁路的測(cè)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(dǎo)線均勻繞制在骨架上。羅氏線圈的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 5-1所示。

5-1 羅氏線圈結(jié)構(gòu)示意圖

羅氏線圈的原邊為流過(guò)被測(cè)電流的導(dǎo)體，副邊為多匝線圈。當(dāng)有交變的電流流過(guò)穿過(guò)線圈中心的導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。副邊線圈與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁通相交鏈，整個(gè)羅氏線圈副邊產(chǎn)生的磁鏈正比于導(dǎo)體中流過(guò)的電流大小。變化的磁鏈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，且電動(dòng)勢(shì)的大小與磁鏈的變化率成正比。令流過(guò)導(dǎo)體的電流為，線圈副邊感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)為，基于安培環(huán)路定律和法拉第電磁感應(yīng)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(fù)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(dāng)采用外積分式羅氏線圈時(shí)，為得到電流的波形，線圈的輸出通常需要經(jīng)過(guò)無(wú)源RC外積分電路、由運(yùn)放構(gòu)成的有源外積分電路，以及數(shù)自積分電路等負(fù)載。外積分式羅氏線圈受積分電路頻率性能影響較大，測(cè)量頻率上限受到限制，一般用于測(cè)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(duì)較寬的檢測(cè)頻帶。由于其直接采用積分電阻，因此頻率響應(yīng)較快，適用于測(cè)量上升時(shí)間較短的脈沖電流信號(hào)。

羅氏線圈根據(jù)其結(jié)構(gòu)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(dǎo)線均勻繞在骨架上。測(cè)量時(shí)將骨架彎曲成一個(gè)閉合的環(huán)，使通電導(dǎo)體沖線圈中心穿過(guò)。這種線圈使用方便，但測(cè)量精確度低、穩(wěn)定性不高。剛性羅氏線圈采用剛性結(jié)構(gòu)線圈骨架，在結(jié)構(gòu)上更容易使得繞線能夠均勻分布，大大提高了抗外磁場(chǎng)干擾的能力，從而提高了測(cè)量的精確度。這種線圈的測(cè)量精確度和可靠性較高，但在實(shí)際使用中會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)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(shí)際應(yīng)用還有一定的距頻局部放電檢測(cè)基本原理

用于局部放電檢測(cè)的羅氏線圈稱為高頻電流傳感器，其有效的頻率檢測(cè)范圍一般為3MHz～30MHz。由于所測(cè)量的局部放電信號(hào)是微小的高頻電流信號(hào)，傳感器需要在較寬的頻帶內(nèi)有較高的靈敏度。因此HFCT選用高磁導(dǎo)率的磁芯作為線圈骨架，并通常采用自積分式線圈結(jié)構(gòu)^[13]。使用HFCT進(jìn)行局部放電檢測(cè)的等效電路圖如圖 5-2所示。其中為被測(cè)導(dǎo)體中流過(guò)的局部放電脈沖電流，M為被測(cè)導(dǎo)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(fù)載積分電阻，u_o(t)為HFCT傳感器的輸出電壓信號(hào)。

高頻電流傳感器局部放電檢測(cè)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(hù)分析儀出廠價(jià)分條件的情況下，忽略雜散電容C_s，計(jì)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(nèi)，HFCT的傳遞函數(shù)是與頻率無(wú)關(guān)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(hù)分析儀出廠價(jià)遞函數(shù)H(S)為：

      （5-3）

HFCT等效電路類似于高頻小信號(hào)并聯(lián)諧振回路，采用高頻小信號(hào)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）