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  • HDF-2PM數模一體繼電保護測試系統


    一、概述

    隨著變電站通信網絡和國際標準IEC61850 的制定和頒布,變電站的數字化使得數字化的保護及智能設備得到廣泛應用,本公司先后自主研發并推出了二代光數字繼電保護測試系統,基本滿足了數字化保護和儀器儀表的測試需要。目前各地陸續建成一批數字化變電站,各種傳統變電站也還在持續運行,在各地新建和改造的變電站中數字化和傳統并存的情況也普遍存在,這就需要一種既能滿足數字保護試驗要求又能滿足傳統保護試驗要求的試驗裝置。同時,我國智能變電站目前普遍采用“傳統CT/PT+合并單元+數字保護+智能單元+傳統開關”架構模式,也有從CT/PT到智能單元進行數字模擬一體整組測試的需求。

    HDF-2PM數模一體繼電保護測試系統是華東電氣以二十多年來在全國數千家用戶中取得的繼電保護測試系統生產研制豐富經驗為基礎,結合模擬型微機繼電保護測試儀和光數字繼電保護測試儀二者特點,既有數字保護測試功能又能傳統模擬保護測試,能滿足智能電網數字結合傳統保護試驗和數字模擬一體整組測試市場新需求而精心研制的第三代全新系統,業已經相關權威部門檢測通過,并在國內數十個單位應用并獲得好評。

    二、產品主要特點

    a. 采用了包括先進的軍用通訊處理器和通訊專用嵌入式技術在內的多項高新技術,“基于PCI總線的MCU+FPGA+DSP架構”保證系統優秀的實時性能、運算能力、通訊速度和穩定可靠。 采用MCU片內微總線網絡接口結合FPGA網絡及串行通信協處理插件的SMV報文傳輸技術,絕對保證光網口和光串口的SMV輸出高速可靠,數據幀發送間隔穩定均勻,離散度偏差≤±1μS可達100%,遠超 保護“不依賴外部時鐘同步采樣”對SMV離散度的要求。

    b. 高精度模擬信號輸出源,獨創動態跟蹤技術,采用高性能MCU、FPGA、24DA和高精度線性功放技術,輸出每周波1600點的高精度波形,能快速準確靈活的控制響應模擬輸出電力系統故障模型各種瞬時變化的暫態波形,使模擬量輸出全量程、從直流到1kHz都能全面保證瞬時變化特性和高精度,對超高壓繼電保護測試工作的準確性具有特別重要的意義。

    c.內置高性能工控機,采用嵌入式工業Windows系統,集成化、一體化,無需外接電腦即可輕松完成各種復雜的試驗功能。還可以杜絕電腦病毒侵犯,即使誤操作刪除文件也不會破壞操作系統,保證系統安全。極具人性化的操作界面設計,提供了親切熟悉的真正的工業化Windows界面,內置觸控板和鍵盤,如同筆記本電腦一樣操作方便,內置USB接口可用優盤方便升級軟件和交換數據或外接鼠標、鍵盤操作,還可通過網口外接筆記本電腦工作。

    d. 新的測試軟件基于Windows系統,采用嵌入式軟件開發工具,功能齊全、界面友好、使用方便,底層硬件控制性能優秀,首創多層樹型結構的試驗模板數據庫組織方式,靈活的OFFICE文件格式試驗報告,為實現試驗數據庫和試驗報告管理的集成化、系統化提供了數據基礎。

    e.既有針對數字保護測試特殊需要而精心設計的特色功能,又有富有特色、簡潔方便的通用測試模擬功能,還有實用有效的各類繼電器校驗程序,更有提供多種校驗和搜索方式的成套微機保護和自動裝置的自動試驗程序,各類故障模擬程序,能真實模擬和回放現場實際的各類故障、暫態、振蕩、重合閘行為。

    f. 輸入輸出端口齊全,功能強大,能廣泛適應迄今各種不同形式的保護試驗。6IEC 61850 9-1/2、5FT3、12路模擬量同時輸出,各相幅值、相位、頻率、直流分量均可同時獨立變化調整,可適用于傳統互感器輸入型、電子互感器輸入型、混合輸入型等各種類型的繼電保護測試;開入通道獨立無極性,能自動適應各種有源無源接點。

    g.先進的高精度線性功放技術全面提升了裝置的功放系統,更有完善的各種防誤操作、短路、外電沖擊和溫度超限等故障檢測和保護功能,保障裝置可穩定可靠的持續工作。整機模塊化設計,進行了大量的優化設計和工藝改進,更加小型化、輕型化,易操作、易維護。

    h.內置GPS、外接IRIG-B碼和IEEE1588精確同步時間輸入具有長時穩定的守時功能,絕對保證同步輸出和狀態同步觸發的時間和相位高精度要求,同時多種精確同步時間輸入源也使測試儀對變電站不同建設階段精確同步時間來源有更好的選擇性和適應性。

    三、產品主要功能

    1、提供了針對數字保護測試特殊需要而精心設計的特色功能:

    (1)、SMVGOOSE 接口配置:

    a. 導入SCL配置文件自動配置;

    b. 導入PCAP網絡報文文件自動配置;

    c. 偵測接收IED輸出的SMVGOOSE報文并解析配置信息;

    d. 手動自行輸入修改配置。

    (2)、SMVGOOSE報文丟幀、錯時錯序、失步、品質異常、數據畸變等報文異常模擬測試功能;

    (3)、SMV報文均勻性偏差模擬測試功能;

    (4)、測試中斷期間的SMVGOOSE報文鏈路保持功能;

    (5)、PCAP網絡報文文件SMV采樣數據故障回放功能。

    2、常規的保護測試功能包括:

    (1)、繼電器:測試電壓電流、中間、時間、功率方向、同期、頻率、阻抗、過流等各類繼電器。

    (2)、差動試驗:測試比例制動、諧波制動、直流助磁、速斷、電鐵變差動等原理構成的差動保護。

    (3)、故障模擬:簡單故障模擬、多態模擬、系統振蕩、故障再現、高級仿真。

    (4)、阻抗特性:測試阻抗圓、四邊形、精工電壓、精工電流、動作、記憶等阻抗特性。

    (5)、線路保護:距離保護定值校驗、零序電流定值校驗、工頻變化量距離定值校驗、整組傳動試驗、成套微機保護定值校驗和時間特性。

    (6)、程控電源:電源發生器、諧波發生器、三角波、方波發生器、地鐵直流保護。

    (7)、自動裝置與表計:同期裝置、毫秒計、功率表、快切裝置、備自投。

    四、技術參數及性能指標 

    1、采樣值報文收發

    最多可收發6×4 IEC 61850-9-1、IEC 61850-9-2/LE SMV采樣值報文,每組SMV報文端口及通道屬性可配置;

    最多可收發6 IEC60044-7/8(即FT3)采樣值報文,端口、傳輸速率等通信參數可配置;

    每組IEC61850-9-1 SMV可支持標準的12SMV數據通道或擴展的可配置多達32SMV數據通道;

    每組IEC61850-9-2 SMV可配置多達64SMV數據通道;

    每組FT3可支持標準幀即12SMV數據通道或國網的擴展幀即22SMV數據通道;

    采樣率和ASDU數可設置,每幀1-8ASDU數,最大采樣率每周256 點即12800Hz;

    數據幀發送間隔穩定均勻,離散度偏差≤±1μS可達100%。

    SMV各通道輸出同步性≤100μS;

    最多可映射到3組共18路電流、電壓量;

    2、GOOSE 報文接收

    最大支持接收6×2GOOSE 報文;

    每組GOOSE 報文最大支持256 GOOSE 數據;

    每組GOOSE 報文的GOOSE 數據格式可設置,支持全部TDL;

    每組GOOSE 報文接收端口及通道屬性可配置;

    最多可映射到8路開入量信息;

    3、GOOSE 報文發送

    最大支持發送6×4GOOSE 報文;

    每組GOOSE 報文最大支持256 GOOSE 數據;

    每組GOOSE 報文的GOOSE 數據格式可設置,支持全部TDL;

    每組GOOSE 報文發送端口和發送間隔等通道屬性可配置;

    最多可映射到8路開出量信息;

    4、二次模擬量輸出

    可輸出2組交直流電流、電壓各6相;

    4.1交直流電流源

    a.交流

    輸出最大電流(RMS: 20A/相,二相并聯: 40A;

    最大輸出功率: 330VA/相;

    輸出精度:0.2%(0.2-Max);

    輸出頻率:0-1KHz;

    幅頻特性:10-1000Hz范圍幅度變化 ≤±1.5%。

    b.直流

    輸出最大電流:0-10A/相,二相并聯: 20A;

    最大輸出功率:180W;

    輸出精度:0.5%。

    c.其他

    分辨率:1mA;

    六路有共用中性點的電流源;

    各相輸出電流幅值、頻率、相位獨立調節;

    電流上升下降時間小于100μ S;

    開路、過熱、過載和失真自動檢測保護。

    4.2交直流電壓源

    a.交流

    輸出最大電壓(RMS: 125V/相,兩相串聯: 0-250V;

    輸出最大功率(額定電壓):75VA/相;

    輸出精度:0.2%0.5-125V);

    輸出頻率:0-1KHz;

    幅頻特性:10-1000Hz范圍幅度變化 ≤±1.5%;

    第四路電壓可設置為零序電壓或任意設置。

    b.直流

    輸出最大電壓:0-150V/相,兩相串聯: 0-300V;

    輸出最大功率:100W 連續運行;

    輸出精度:0.5%。

    c.其他

    分辨率:1mV;

    六路有共用中性點的電壓源;

    各相輸出電壓幅值、頻率、相位獨立調節;

    電壓上升下降時間小于100μ S;

    短路、過熱、過載和失真自動檢測保護。

    4.3 相位

    相角范圍:0°~360°;

    相角分辨率:0.001°;

    相角精度:±0.2°。

    4.4頻率

    頻率范圍:0-1000Hz;

    頻率精度:絕對偏差≤2mHz;

    分辨率:1mHz;

    能疊加2-20次任意幅值的諧波及直流。

    4.5同步性

    電壓電流同步性≤100μS。

    5、精確同步時間輸入

    可選配內置GPS同步時鐘;

    IRIG-B碼精確同步時間輸入;

    具有時鐘信號中斷時的精確守時功能;

    時間精確度:誤差≤2μS。

    6、精確同步時間輸出

    IRIG-B碼精確同步時間輸出;

    秒脈沖精確同步時間輸出;

    時間精確度:誤差≤2μS;

    7、開入量與時間計量要求

    8對獨立無極性輸入,空接點或0-250V電位;

    計時器范圍1mS-9999.999S;

    分辨率:1mS。

    8、開出量

    2組可編程輔助空接點輸出,接點容量:0-250V,0.5A;

    2組可編程快速空接點輸出。

    9、信號接口

    100M以太網ST62.5/125μm多模光纖接口6對,1300nm波長,傳輸距離>1km,用于IEC61850-9-1/2采樣值報文和GOOSE報文收發;

    10Mbps串行ST62.5/125μm多模光纖接口9個,850nm波長,傳輸距離>1km,其中FT3采樣值報文接收1個、FT3采樣值報文發送5個、IRIG-B碼精確同步時間輸入1個、IRIG-B碼精確同步時間輸出1個、秒脈沖精確同步時間輸出1個;

    10/100M自適應以太網RJ45接口 1個,用于外接PC電腦;

    RS232 DB9接口1個,用于開發調試;

    可選配GPS的衛星信號天線接口;

    IRIG-B碼精確同步時間TTL電平輸入端子1對;

    可選配GPSIRIG-B碼精確同步時間TTL電平輸出端子1對;

    秒脈沖精確同步時間TTL電平輸出端子1對;

    開關量輸入端子8對;

    開關量輸出端子4對;

    二次交直流模擬量輸出12路。

    10、操作界面

    內置高可靠性嵌入式工業控制電腦;

    Windows操作界面的測試軟件;

    10.4英寸大屏幕800×600高亮真彩LED工業用液晶屏;

    筆記本電腦專用觸控板;

    精心設計的專有設計觸摸鍵盤;

    USB接口2個,可外接鍵盤、鼠標、U盤等USB設備。

    11、輸入電源

    輸入電壓范圍:165VAC~265VAC  200VDC~360VDC;

    標準輸入電壓:220VAC 50HZ

    電流:10AMax)。

    12、箱體尺寸與重量

    全鋁合金擠壓型材標準機箱 280×363.5×320mmW×H×D);

    重量:約15kg左右 。


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