數字化變電站校驗儀項目可行性研究報告-文庫吧

【正文】 低，應用不靈活。 第 7 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司北京浩霆科技也研發出 HTETCI 型 新型多功能互感器校驗儀，具有自主知識產權，但是測量精度低，軟件粗糙。需要額外的一臺電腦. 南京新寧光電研發 XT765 數字電能表校驗儀，他們的使用捏合的數字源，無法做量傳不能作為校驗工具，數字交流采樣校驗儀暫時無相關產品，數字繼電保護測試儀北京博電有相關報道，但未見產品. 我司目前狀況 我司從 2008 年 8 月開始對市場調研、項目可行性論證、對關鍵技術如高精度 8個通道的嚴格同步的交流采樣技術( %)，光纖以太網的刷新速度(10uS)，電能和功率以及有效值的等時間間隔的算法驗證、以及基于 軟件實現自動化校驗裝置的管理通信顯示功能的技術可行性驗證。 到目前硬件平臺的初版，以及針對數字電能表的部分校驗功能，已取得階段性成果。尚需完成數字電能表的全面功能，數字光電互感器的校驗功能 、數字繼電保護的校驗功能. 深圳市相關行業技術與國內外先進水平的差距； 深圳第一座數字化變電站——110 千伏五村數字化變電站于 2008 年中旬竣工。這一變電站將數字化電網的概念首次應用于變電系統，是目前國內數字化改造最徹底、數字化程度最高的變電站，高壓室內不見技術人員蹤影 ，只有一臺臺小巧的智能化開關柜正在高速運轉。“以前的傳統開關柜設備，好比體積臃腫的‘大哥大’（磚頭機），如今的設備就像新式手機，不僅體積變小，而且功能更多”。但是目前數字化變電站的主要廠家是國電南瑞、許繼、南京 新寧、廣州偉鈺等。深圳目前主要是深 南瑞從事這方面 的研究， 在數 字化變電站校驗 儀的方面我司是國內研 究比較早的廠家之一，也是國內起點最高的一個廠家了，目前有國內有從事數字化變電站校驗研發的，一般只是考慮測試功能，沒有考慮到量值傳遞 ，而測試儀器最重要的功能之一就是能實現溯源，無法量傳的產品沒有意義。 第 8 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 相關技術在知識產權、市場需求方面的情況。 數字化變電站的驗收、檢驗還需要新的配套標準，目前國內外在這方面尚屬空白。IEC61850 協議國內引用過來時更名為 DL/T 860 協議，但是這只是標準技術協議 ，要是實施數字 化變電站還需要 一些配套的標準 ， 我司將聯合廣 東電力工業研究所爭取在未來 23 年制定出廣東省內的數字電能表驗收規范。數字化變電站設備校驗裝置中的光電互感器校驗、數字交流采樣校驗儀、數字繼電保護檢驗儀等產品我司擁有獨立的自主知識產權。3 項目主要研究內容 項目涉及的技術領域，擬解決的關鍵技術問題； 本項目涉及到一個數字電測儀表的校驗領域，屬于一個全新的領域，但是很多技術原理和校驗方法可以參照模擬電測儀表的方法，屬于應該屬于新型的測量和計量儀器。擬解決的技術問題如下 n 高精度的模擬量采集 我們產品的整體精度為 % ,這要求我們的交流 AD 采集模塊精度要到達 %級，目前國內只有深圳科陸、思達等廠家能夠做到 %的交流采樣，我司能夠做到 0. 05%級沒有問題，我們通過如下方法解決這個問題，使用 1ppm 的電子分壓器，%的零磁通互感器、以及 OPA1632 帶差分輸入輸出的高性能運算放大器作為信號調理和高達 100KSPS 24Bit 的 8 路高精度的 AD 采集芯片 ADS1278 ，采用準同步算法，來到達這個指標 n 光纖以太網遠程快速 DMA 傳輸光纖以太網的遠程 DMA 傳輸速度要等到 10u S 才比較理想，以最高一個周波要送 200 點，假如遠程 DMA 不做優化 則大大浪費 CPU 的資源，因為采樣算法，光纖輸出是有一顆 CPU 通過 RTOS 來調度的，而一個 IEC61850的標準幀里面共有 111Byte 數字，這就要求 CPU 100uS 之內必須要把 111Byte的協議幀通過遠程 DMA 傳送到以太網芯片上， 這會大大提高 CPU 的負荷第 9 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司n 能力，在本項目中由于 111Byte 中需要變化就是 6 個通道的模擬量 12Byte，以及采樣計數 2 個字節共 14Byte，在本項目在初始化時候就把 111Byte 協議中不變的數字先傳送到遠程 DMA，而后只是更 改 14Byte 的變化數據后，使能芯片內部當地 DMA 自動發送協議幀，這樣 CPU 有原來要傳送 111Byte變為 14Byte 大大地減低 了 CPU 的負荷。 IEC6185092 協議的掌握。 I EC61850 是 一 套 非 常 復 雜 的 協 議 ， 目 前 我 們 已 經 能 夠 實 現IEC6185091 協議，并和多個廠家聯調過，但對于 IEC6185092 協議目前尚未深入研究，IEC6185092 更復雜。 擬采用的技術原理、技術方法、技術路線以工藝流程； 技術原理及關鍵技術內容 數字電能表檢驗系統構成 1) 虛負荷檢定原理 第 10 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司以太網信號 RS232 O Ete串華北工控機 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶netDSP板串口/USB 接口 電能脈沖信號(M1) 來自合并單元 （實負荷檢定） （ （BF531） i)Etere 3U3I tPoutM2脈沖輸出， 用于校驗自身精度 送給 COM3000 做量傳 RS232 XL803 標準功率源 原理介紹 圖 31 數字電能表校驗儀虛負荷檢定原理圖 工控機(PC)控制 XL803 標準功率源輸出 3U3I 的模擬量，數字電能表校驗儀把模擬量通過 AD 轉成符合 IEC 6185091 的數字量 D[0,n1]，并直接通過以太網轉給被檢的數字電能表，被檢的數字電 能表和和數字電能表校驗儀同時根據 D[ 0,n 1] 計算電能并產生脈沖輸出，對比 M1 和 M2 脈沖計算被檢電能表的電能誤差. 第 11 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司實負荷檢定原理 RS232 O Ete串華北工控機 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶以太網信號 netDSP板串口/USB 接口 以太網信號 （ （BF531） i)Et AD 轉換 rne 3U3I tPoutM2送給 COM3000 做量傳 脈沖輸出， 用于校驗自身精度 M2 電能脈沖信號(M1) 原理介紹 圖 32 數字電能表實負荷檢定原理圖 在現場光 電互感器的合并單元( 必需具 備兩個光纖接口)，根據 現場的實際測量值通過 IEC6185091 協議同時發給數字電能表和數字電能表校驗儀。數字電能表根據其算法計算產生電能脈沖 M1，數字電能表校驗儀也根據協議和算法產生脈沖 M2，對比 M2 和 M1 計算實際的電能誤差 。 虛擬檢定原理 第 12 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司以太網信號 RS232 O Ete串華北工控機 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶以太網信號 netDSP板串口/USB 接口 以太網信號 （ （BF531） i)Etere 3U3I tPoutM2M2 脈沖輸出， 用于校驗自身精度 送給 COM3000 做量傳 電能脈沖信號(M1) 圖 33 數字電能表虛擬檢定原理圖 原理介紹 不需要XL803標準源 也不需要實負荷， 通過數字模擬光 盤事先產生的IEC6185091 協議的數字信號，把這個數字信號通過以太網送給網絡電能表，網絡電能表計算產生電能脈 沖 M1，網絡 電能表校驗儀根據這個數 字信號計算電能產生脈沖 M2，對比 M2 和 M1 計算實際 的電能誤差。 第 13 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 數字交流采樣檢驗系統構成 串口華北工控機 640*480顯示 鍵盤 液 晶以太網信號 RS232 O EteretDSP板串口/USB 接口 來自合并單元 （實負荷檢定） （ （BF531） i)Et AD 轉換 rne 3U3I tPoutM2RS232 XL803 標準功率源 圖 34 數字交流采樣電能表校驗儀原理圖 原理介紹 工控機( PC)控制 XL803 標準功率源輸出 3U3I 的模擬量，數字交流采樣校驗儀把模擬量通過 AD 轉成符 合 IEC 618509 1 的數字量 D[0,n1]，并直接 通過以太網轉 給被檢的網絡交 流采樣校驗儀， 被檢的數字交 流采樣和數字交流采樣校驗儀同時根據 D[0,n1]計算 U、I、P、Q、COS，同時工控機通過交流采樣終端協議，讀取交流采樣終端的 U、I、P、Q、COS。 并和同數字交流采樣校驗儀算出來的 U、I、P、Q、COS。做比對得出誤差值，最后形成報表 第 14 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 數字繼電保護檢驗系統構成 以太網信號 RS232 O Ete串華北工控機 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶netDSP板串口/USB 接口 Etrnet（ （BF531） )IOAD 轉換 、 3U3I PoutM2圖 35 數字繼電保護測試儀原理圖 原理介紹 繼電保護 測試儀通過 以太網發 出數字 模擬的電 壓電流信 號給數字繼 電保護，測試儀通過 I O 口讀取繼電保護的跳閘信號，也可以通過以太網 GOOSE信息讀取跳閘信號，進而判斷繼電保護的動作是否正確。 光電互感器檢驗系統構成 1).電壓校驗原理圖 第 15 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司RS232 O Ete串華北工控機 口r640*480顯示 鍵盤 液 晶netDSP板串口/USB 接口 （ （BF531） )Etern3U3I OtPoutM2模擬電壓 原理介紹 圖 36 光電互感器電壓校驗儀原理圖 被檢驗光電 PT，接受校驗儀送過來的同步信號，并在同步信號的控制下，把光電轉換后的數字量通過以太網傳給校驗儀，校驗同時通過 AD 采集 標準電壓互感器的模擬信號，并轉換為數字量和被檢 PT 通過以太網傳遞過來的數字信號使用 FFT 計算出比差和角差第 16 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司2).電流校驗原理圖 RS232 O Ete串華北工控機 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶netDSP板串口/USB 接口 （ （BF531） )Eterne 3U3I OtPoutM2模擬電壓 原理介紹