產(chǎn)品介紹
   1.1、概述
      隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展及新技術(shù)的應(yīng)用，智能變電站成為未來變電站的發(fā) 展趨勢，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)字綜合測試儀，同時滿足智能變 電站間隔層設(shè)備（微機保護(hù)、自動裝置）、過程層設(shè)備（智能終端、合并單元） 等的報文分析及保護(hù)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(hù)、檢測、調(diào)試、監(jiān)控與分析設(shè)備運行狀態(tài)的必要工具。
   1.2、裝置特點
      1. 業(yè)內(nèi)全新、高效、便捷的測試手段
替換復(fù)雜選擇輸出 SMV、GOOSE 控制塊的流程，通過選擇目標(biāo)測試設(shè)備，儀 器直接輸出目標(biāo)測試設(shè)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(chǎn)品具備 3 組 ST 光纖接口，3 種 LC 光纖接口，具備*擴(kuò)展性。測試時IEC61850 9-2、9-1、9-2LE 由同一個光纖通道輸入，自適應(yīng)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(shè)備的全面以及兼容性測試、性能 
        產(chǎn)品功能模塊參考智能變電站測試方案進(jìn)行設(shè)計，高覆蓋智能變電站運維、檢修、調(diào)試、監(jiān)控等多方面使用場景
      5. 穩(wěn)定性好
        產(chǎn)品可以長期穩(wěn)定運行，經(jīng)過 30*24 小時不間斷運行測試，硬件設(shè)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(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(kuò)展) 、GOOSE、IRIG-B、 IEEE1588 等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，可接入智能變電站過程層、間隔層之間任意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、 設(shè)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(wǎng)口，同時 具備 wifi 模塊用以滿足用戶和保護(hù)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(jìn)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(jìn)行監(jiān)測
        5.具備 GPS 校時信號輸出功能（IRIG-B）,以進(jìn)行設(shè)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(shè)置，支持 GOOSE 心跳報文與變位報文間隔時間設(shè) 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(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)時間<100ms 
        遙測響應(yīng)相應(yīng)時間<100ms 
        遙信變位響應(yīng)時間<100ms 
        頻率精度≤0.02Hz 
        實時監(jiān)控刷新時間≤20ms
        智能設(shè)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(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)微機型實驗裝置技術(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(nèi)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(shè)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(yīng)的傳導(dǎo)擾抗擾度試驗》
    8.IEC61000-4-8    《工頻磁場的抗擾度試驗》

發(fā)電機部件造成一定的危害。結(jié)合現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)對軸電壓的性質(zhì)作了分析，列舉出對發(fā)電機造成損壞的各種情形。在其檢測手段上，分別對軸絕緣檢測法和軸電流測量法的原理進(jìn)行了分析，對三峽電站的應(yīng)用效果作了評估，比較了兩種方法的特點優(yōu)劣，提出了應(yīng)用注意事項和優(yōu)化手段。

軸電壓的性質(zhì)與軸絕緣系的必要性由于定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻以及定子鐵芯的局部磁阻較大、磁路不對稱等原因，導(dǎo)致發(fā)電機的定子磁場存在不平衡，這會使得水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生與軸相交的交變磁通和軸向的感應(yīng)電勢，即軸電壓[1]。對于水輪發(fā)電機，由于機組轉(zhuǎn)速不高，且通過設(shè)計制造和安裝單位對機組安裝質(zhì)量的控制，機組正常運行時該感應(yīng)電勢對地不會太高，發(fā)電機上端軸軸電壓一般不超過10 V，三峽電站機組的軸電壓也大致處于這一水平。為某型水輪發(fā)電機的軸電壓現(xiàn)場實錄波形，該型機因定子磁路設(shè)計上的問題，軸電壓偏高，峰值甚至達(dá)數(shù)十伏。電壓諧波特征明顯，但起主要作用的是基波與三次諧波[2]。以三峽某機型為例，通過FFT 分析，(如圖2)當(dāng)機端壓為額定時，三次諧波占整個電壓比例的一半以上。清華大學(xué)與福建省電力系統(tǒng)研究和生產(chǎn)單位合作，也獲取了有價值的軸電壓頻譜數(shù)據(jù)[3]，結(jié)論與三峽機型的特征是吻合的。盡管軸電勢有效值不大，但在發(fā)電機內(nèi)部各種交變的脈沖磁場的作用下，其峰值可能很高。對水輪發(fā)電機而言，由于轉(zhuǎn)子大軸電阻很小，且一般軸承與大軸間只有不到1 mm 的油膜間隙，如軸領(lǐng)與大軸間絕緣破壞，軸電壓將沿軸承和底板形成閉合回路產(chǎn)生軸電流。視瓦面油膜破壞情況，輕則使?jié)櫥土踊M(jìn)一步惡化軸瓦的運行環(huán)境，軸承震動增大，重則對軸瓦放電甚至擊穿，對軸瓦造成電氣侵蝕，灼傷瓦面和鏡板。除了對瓦面和鏡板造成潛在損壞外，如果軸電流足夠大，還會磁化大軸。已知發(fā)生過的故障軸電流系大值可達(dá)數(shù)百安培。有案例[4]表明，某200 MW 汽輪發(fā)電機發(fā)生軸承油膜被軸電壓擊穿而受破壞，導(dǎo)致較大軸電流。經(jīng)過近4個月的檢修再次起動并列時，由于軸向剩磁太大，轉(zhuǎn)軸成為單極直流發(fā)電機，感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的軸電流很快使軸瓦冒煙，被迫再次停機進(jìn)行嚴(yán)格退磁，才使剩磁降低。正常的軸電壓對設(shè)備本身并不產(chǎn)生直接危害，只有在軸絕緣破壞后才產(chǎn)生后果。因此，軸絕緣的監(jiān)測的必要性逐漸成為廣泛共識。從某種意義上講，軸瓦的破壞程度取決于軸電流的幅值和作用時間;從運行角度來講，運行人員需要隨時或提前知道軸電流的變化或軸承絕緣的損壞程度。根據(jù)這兩種取向，一次設(shè)備制造廠家就提出各種對軸絕緣進(jìn)行監(jiān)測的方法。

 軸絕緣監(jiān)測方法為了防止軸電流對潤滑油和軸瓦的損害，三峽電站機組主要采用兩種防范手段。一是從結(jié)構(gòu)上入手，在轉(zhuǎn)子下端對大軸碳刷接地，在上端軸與上端軸領(lǐng)間加酚醛玻璃板絕緣，以防止軸電流形成回路，同時限制大軸對地電位;二是采用軸絕緣監(jiān)測手段對軸絕緣進(jìn)行監(jiān)測，以保證在軸電流達(dá)到軸瓦的破壞電流值以前，通知運手持光數(shù)字繼電保護(hù)分析儀開關(guān)電器用智能變電站成為行人員，采取必要的措施。峽機組的生產(chǎn)廠家分別采用了兩類不同的軸絕緣監(jiān)測方案。一類監(jiān)測方案是加裝軸CT，通過監(jiān)測軸電流系上端軸絕緣情況;另一類監(jiān)測方案是采用兩塊SINEAX V604 通用可編程變送器利用姆歐法對上端軸軸領(lǐng)、軸領(lǐng)與大軸間的銅箔及大軸間的絕緣進(jìn)行分段系，可參見圖4。手持光數(shù)字繼電保護(hù)分析儀開關(guān)電器用智能變電站成為

2.1 軸CT 電流測量法通過軸CT 對通過大軸的交流電流的大小進(jìn)行監(jiān)測的方法是國內(nèi)機組制造廠商普遍采用的種方法。軸電流監(jiān)測裝置能夠通過軸CT 將發(fā)電機大軸上產(chǎn)生的軸電流檢測出來，并根據(jù)不同的軸電流值發(fā)出相應(yīng)的信號，從而有效地防止軸電流的破壞，保護(hù)軸承及軸領(lǐng)。同時，軸電流保護(hù)裝置還可將測量值轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號送監(jiān)控記錄。軸電流保護(hù)裝置由軸電流互感器和軸電流信號裝置組成。其結(jié)構(gòu)如圖3 所示。軸電流監(jiān)測裝置主要監(jiān)測軸電流中的基波分量與三次諧波分量。軸電流互感器在設(shè)計上一方面考慮安裝拆卸方便性，設(shè)