MEDC-330电子式互感器操作规程.docx

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1、MEDC330_电子式互感器校验仪 随着智能变电站以及智能电网的快速发展，电子式互感器和光学互感器的应 用越来越广泛，在出厂这些设备出厂之前面临精度校验的问题，同时在工程验收 中也会遇到同样的问题，MEDC330电子式互感器专注于解决电子式互感器比差和 角差校验的问题，同时兼顾对传统互感器的角差和比差的校验，可以满足0.2 级及以下互感器的比差和角差校验。 一、 主要功能1.电子式互感器的小信号模拟量校验 2.IEC61850 9-1数字输出帧格式的电子式互感器校验 3.IEC61850 9-2数字输出帧格式的电子式互感器校验4.IEC61859 9-2LE数字输出帧格式的电子式互感器校验 5

2、.IEC60044-8 FT3数字输出帧格式的电子式互感器校验（2.5M bps） 6.国网公司FT3 LE数字输出帧格式的电子式互感器校验（5M bps） 7.传统互感器校验 二、 主要特点MEDC330电子式互感器校验仪具有以下特点： 功能齐备。MEDC-330电子式互感器校验仪可以完成电子式互感器的各项精度校验，包括比差校验、角差校验、极性验证、频率测量等。同时可以进行波形分析。能够实现脉冲对时和IRIG-B码对时以及IEEE1588对时。另外可以校验传统互感器的比差和角差校验。 接口丰富规约齐备。本装置能够针对目前国内外的电子式互感器进行校验，满足电子式互感器模拟小信号、IEC6185

3、0 9-1、IEC61850 9-2以及 IEC61850 9-2LE、IEC60044 FT3国网FT3等，同时具备传统互感器校验的 模拟接口，在电子式互感器模拟小信号校验方面，具备电子式电压互感器6.5 3V、3.25 3V、1.625 3V、43V、23V、13V、电子式电流互感器4V、2V、1V、225mV、200mV、150mV等模拟输出单通道输入自动切换；IEC61850 9-1、9-2、9-2LE由同一个光纤通道输入，自适应数据帧格式；IEC60044-8 FT3和国网FT3LE由同一个光纤通道输入，自适应数据帧格式智能化处理功能。 精度高。本系统标准通道采用高精度信号采集卡，具

4、有完善的抗干扰措施以及高精度算法，系统精度达到0.01%，两路模拟信号采样时的同步误差在0.5S以内。 简单实用，便携式一体机外部标准通道的电压/电流信号可以直接从标准互感器输出接入校验仪，被校通道的模拟/数字信号可以直接从被校互感 器/合并单元接入校验仪。接线简单可靠，校验仪本身自带工控机进行相 应的算法，校验结果可以保存为Word/Excel格式，体积小，重量轻，另外校验自带USB和以太网通讯口，便于将校验结果保存到U盘或者电脑上。 可扩展性强被校验仪硬件系统具有很强的适用性和通用性，软件功能升级方便简单，可以标准制定的最新进展以及用户需求进行升级。 稳定性好。系统可以长期稳定运行，性能的

5、时间稳定性很好，并且充分考虑到了各种运行条件，运行温度范围宽，同时考虑到各种实验异常情况并给出了相应的提示信息。 MEDC330电子式互感器校验仪广泛应用于电力、交通、机械以及相关行业内的生产、运行、检测单位以及科研院所和高校。 三、 主要技术指标_1.参考标准 IEC60044-7:1999 Instrument transformers-Part 7:Electronic voltage transformers(GB/T 20840.7 -2007电子式电压互感器) IEC60044-8:2002 Instrument transformers-Part 8：Electronic cur

6、rent transformer(GB/T 20840.8 -2007电子式电流互感器) GB1207-2006电压互感器 GB1208-2006 电流互感器 Q/GDW 425-2010 The technical specification for electronic voltage transformers电子式电压互感器技术规范 Q/GDW 424-2010 The technical specification for electronic current transformers 电子式电流互感器技术规范 Q/GDW 426-2010 The technical specific

7、ation for merging unit in Smart Substation智能变电站合并单元技术规范 DL/T 860.91-2006/IEC61850-9-1:2003 Specific Communication Service Mapping(SCSM)-Sampled values over serial unidirectional multidrop point to point link DL/T 860.92-2006/IEC61850-9-2:2004 Specific Communication Service Mapping(SCSM)-Sampled valu

8、es over ISO/IEC8802-3 Implementation guideline for digital interface to instrument transformers using IEC61850-9-2 JJG 313-1994测量用电流互感器检定规程 JJG 314-1994测量用电压互感器检定规程 JJG 1021-2007电力互感器坚定规程 JJG 169-1993互感器校验仪检定规程 Q/GDW 441-2010智能变电站继电保护技术规范 2.使用条件 2.1.工作温度：-1055 3技术参数 3.1 模拟值 测量限值：_5V（峰峰值） 采样精度：0.03%

9、多通道同步误差：127时，Length 有2127字节，第一个字节的Bit7为1，Bit06为Length总字节数减1， 第二个字节开始给出n，基于256，高位优先。 应用层应用服务数据单元（ASDU） 应用服务数据单元为IEC60044-8的通用数据帧。应用服务数据单元还包 括一些标识符（如逻辑节点名、逻辑设备名等）以和IEC61850-9-1兼容。 数据集长度类型为16为无符号数，值域为。 长度域包含随后的数据集长度，这儿长度不包括长度域本身，按IEC 60044-8规定，长度总是44（十进制）。 逻辑节点名（LLName） 类型为8位枚举型，值域为。 逻辑节点名总为2。 数据集名（Dat

10、aSetName） 类型为8为枚举型，值域为。 数据集名是唯一的数字，用于标识数据及结构，也就是数据通道的分配， 这里允许的取值有0x01或0xFE（十进制254）。 下表定义了DataSetName为0x01时数据通道到信号源的分配 DataSetName为0xFE时表示特殊应用的数据集，在上表的通道映射不能 满足应用要求时使用。这是合并器将通过一定形式的将数据集定义提供给二 次设备。 DataSetName的值不能在运行时改变，也就是说在出厂前的设计和配置时使用确定数据通道的分配。 逻辑设备名（LDName） 类型为16位无符号整数，值域为。 逻辑设备名在一个变电站中是唯一的，用于标识数据

11、集的来源。逻辑设备名可以在安装时设置。 额定相电流（PhsA.Artg）。 类型为16位无符号数，值域为。 注：参照IEC 61850-7-4每相可以拥有自己的额定值。为了信息模型能 被通用数据集包含，我们选择A相代表三相。 给出额定相电流，单位为安培。 注：这个值是可选的，如果不使用这个值，用0替代它，这时应像使用 传统互感器一样设置接收者。如果不设置接收者，就必须传送它，这样可以 减少设备配置错误的风险，也可简化设置工作。 额定零序电流（Neut.Artg）。 类型为16位无符号整数，值域为. 给出额定零序电流，电流是安培。 注：这个值是可选的，如果不使用这个值，用0替代它，这时应像使用

12、传统互感器一样设置接收者，如果不设置接收者，就必须传送他，这样可减 少设备配置错误的风险，也可简化设置工作。 额定相电压和额定零序电压（PhsA.Vrtg）。 类型为16位无符号整数，值域为. 注：参照IEC61850-7-4每相可以拥有自己的额定值，为了信息模型能被 通用数据集包含，我们选择A相代表三相和零序电压额定值。 给出额定相电压，单位是13 10kV)。这样选择单位是为了避免换算时产生误差。 例如互感器额定电压为500kV，则额定相电压为500 3kV，在数据帧表 示为500 3 3 10 5000=。 注：这个值是可选的。如果不使用这个值，用0替代它。这时应像使用 传统互感器一样设

13、置接收者。如果不设置接收者，就必须传送它，这样可以 减少设备配置错误的风险，也可简化设置工作。 额定延迟时间 类型为16为无符号整数，值域为。 给出模数转换和数据处理带来的延时的额定值，单位为s。 设发数据帧开始发出时刻为tc，这一帧数据表示的电流电压在一次侧出 现的时刻为tp，则延迟时间为tc-tp。 互感器额定延迟时间为500s，允许误差范围-100%+10%。 数据通道1数据通道12（DataChannel#1DataChannel#12） 类型为16位整数，值域为。 12个数据通道给出各个信号源的瞬时值，通道分配由数据集名决定，参 见数据集名的说明。 保护用相电流的比例因子由保护用电子

14、式电流互感器额定输出值确定， 测量用相电流的比例因子由测量用电子式电流互感器额定值确定（参见下表）。注1：表中所列16进制数值，在数字侧代表额定一次电流（方均根值）； 注2：测量用电流互感器能测量2倍额定一次电流，不发生溢出； 注3：测量用电压互感器能测量2倍额定一次电压，不发生溢出； 例如一个保护用电子式电流互感器的一次额定电流为4000A（有效值）， 额定输出（SCP）为0x01CF（有效值，量程标识为0），数据通道输出的数值， 如0x2DF0对应一次电流瞬时值为（0x2DF0/0x01CF）x4000A=101598A。 如果发生溢出，正溢出的输出码为0x7FFF，负溢出的溢出码为0x8

15、000. 如果传感器输出的是电流的导数，则比例因子应考虑一次电流的额定角频率（=2f）。 相电压、零序电流和零序电压的比例因子类似于相电流。 零序电流如果是由三相电流计算而来，在任一相溢出时就按溢出处理， 零序电压也一样。 采样计数器（SmpCtr） 类型为16为无符号整数，值域为。 这个16位采样计数器用于检查数据内容是否被连续刷新，每发送一个新 的采样数据集，计数器增加1，溢出后回到0重新开始计数。 当合并器使用同步脉冲时，合并器收到每个同步脉冲豆浆采样计数器清零，采样计数器为零的数据帧的数据对应同步脉冲发生时刻的一次电流电 压。 采样速率（SmpRate） 类型为8位无符号整数，值域为。

16、 给出额定频率下每周波时间内输出的采样数据集数目，为0时无意义， 这里采样速率等于互感器的数据速率。 配置版本号（ConfRev） 类型为8位无符号数，值域为。 在每次修改逻辑设备配置时增加1，缺省值为0。 状态字（StatusWord#1和StatusWord#2） 类型为16为布尔量集。 他们的解释见下图。 如果每个数据通道未使用，则其相应的状态标志置为无效，数据通道内 容置为0x0000。 如果一个传感器故障，其相应的状态标志置为无效，并将需要维护标识 （LPHD.PHHealth）置位。 在唤醒期间数据无效，所有的数据无效标志和唤醒指示标志都置位。 同步脉冲丢失或无效标志在下面逻辑满足

17、时置位；同步脉冲丢失或同 步脉冲无效与合并起的内部时钟漂移大于额定相位误差限值的二分之一。 说明注释 LSB MSB 采样数率 LSB MSB 配置版本号 LSB 应用服务单元帧结构 附录B IEC61850-9-2LE输出接口标准 采样值控制块 在IEC61850-9-2LE中有两种采样值控制块（MSVCB）的配置，其对应的差异性如下： NOTE-since this implementation guideline defines both the datasets used for the transmission of the sampled values as well as the

18、 values of the MSVCB,the attribute ConfRev always has the same value. 数据集 数据集PhsMeas1的编码如下图所示： APDU 对应上述的“MSVCB02”的APDU数据实例如下： 附录C IEC61850-9-2输出接口标准 采样值控制块 APDU 附录D IEC60044-8 FT3输出接口标准 一般要求 有关数字接口的物理层和链路层，允许有两种技术方案。一种采用IEC61850-9-1所述的以太网，另一种在此描述，两种情况的应用层相同。是现在此所述的方案，可采用同步脉冲或者差值法，从多个合并单元得到时间相关的一次电流

19、和电压样本，依据IEC61850-9-1的以太网链接通常采用同步脉冲。 物理层 合并单元到二次设备的联结，可用光纤传输系统或铜线型传输系统实现。在 以下条款中，分别叙述这两种系统。 通用帧的标准传输速度为2.5Mbps，最新的FT3LE为5Mbps。采用曼彻斯特 编码，首先传输MSB（最高位）。 曼彻斯特编码：从低位转移到高位为二进制1，从高位转移到低位为二进制 0，见下图说明。 曼彻斯特编码 光纤传输 高位定义为“光线亮”，低位定义为“光纤灭”。 链路层 此链路层选定为IEC60870-5-1的FT3格式，此格式的优点是： 良好的数据完整性； 其帧结构使他有可能用于高速率的多点网络同步数据链

20、接； 链接服务类别为S1：SEND/NO REPLY（发送/不回答）。着实际上反应了互感 器连续和周期性的传输其数值并不需要二次设备的任何认可或应答。 传输规则： R1 空闲状态是二进制1。两帧之间按曼彻斯特编码连续传输此值1，为了使 接收器的时钟容易同步，由此提高通讯链接的可靠性。两帧之间应传输最少70 个空闲位。 R2 帧的最初两个八位字节代表起始符。 R3 16个八位字节用户数据由一个16比特校验序列结束。需要时，帧应填 满缓冲字节，以完成给定的字节数。 R4 由下列多项式生成校验序列码： X16+X13+X12+X11+X10+X8+X6+X5+X2+1 R5 接收器检验信号品质、起始

21、符、各校验序列和帧长度，如果这些检验中 任一项有误，该帧将废弃，反之交付给用户。 注1：规则R1：推荐在两帧之间填满尽可能多的空闲位；某些接收器的同步 方法可利用紧接着起始符前的小空白间隔，使接收器为传输来临做好准备。 注2：因为所用的抚慰类别是S1，故对IEC60870-5-1的规则R5和R6已作 修改；由于发送器无法知道接收器是否检测出错误，所以不需要IEC60870-5-1 对R5规定的最小行空闲状态，否则会导致不必要的高数据速率，规则R1规定了 最小行空闲状态，并可供检验使用。 其中：CRC为“循环冗余码”，MSB为“最高位”，LSB“最低位”。 数据类型规范 为了与未来的标准IEC6

22、1850-9-1相一致，定义了数据帧所包含的而几个识 别符（例如，逻辑节点名和逻辑设备名）。 数据集长度 Length：= UI16116， 长度字段包括下述数据集的长度，长度用八位字节给出，按无标题（长度和 数据群）数据集的长度计算。本标准定义的点对点链接的长度是44（十进制）。 逻辑节点名（LNName） LNName = ENUM8 DataSetName是识别数据集结构的一个独定数，即数据通道分配。其允许值 为01和FEH（十六进制是254）。 下表规定了DataSetName=01时对各信号源的DataChannel（数据通道）分配。 当下表的标准通道不适用时，DataSetName

23、=FEH（十六进制254）表示采用可 按照各种用途调整的特定通道映射，制造方必须提供数据通道映射对应于下表 （各数据通道的数值，参考值和比例因子）的信息，以便正确的配置二次设备。 运行时DataSetName的数值不能改变，即由设计或发货前的配置固定了数据通道分配。 逻辑设备名 LDName := UI16， 逻辑设备名是用在变电站中识别数据集信号源的一个独定数， LDName可以参数化，例如：在安装时检定其参数。 额定相电流 PhsA.Artg := UI16， 注1：按照未来的IEC61850-7-4，各相可以有自身的额定值。现选择A相， 就通用数据集包含的信息作一示例。 注2：额定相电流

24、以安培（方均根值）数给出。 此值的传输为任选。如果不发送，则应以传输0值代替，在这种情况下，接 收器必须参数化，如同对待常规互感器那样明确。如果传输不需要接收器参数化， 则不良配置设备的危险性下降，并且设置简化。 额定中性点电流 Neut.Artg := UI16， 额定中性点电流以安培（方均根值）数给出。 注：此值的传输为任选。如果不发送，则应以传输0值代替，在这种情况下， 接收器必须参数化，如同对待常规互感器那样明确。如果传输不需要接收器参数化，则不良配置设备的危险性下降，并且设置简化。 额定相电压和额定中性点电压（PhsA.Vrtg） PhsA.Vrtg := UI16， 注：按照未来的

25、IEC 61850-7-4，各相可以有自身的额定值。现选择A相， 就通用数据集包含的信息作一示范。 额定电压以1( 3 10)kV（方均根值）数给出。 额定相电压和额定中性点电压皆乘以3进行传输，避免舍位误差。 例如：一台EVT的额定电压Ur kV=145 3，在数据帧的额定相电压值为(145 3) 3 10 1450= 注：此传输值为任选，如果不发送，则应以传输0值代替，在这种情况下， 接收器必须参数化，如同对待常规互感器那样明确，如果传输不需要接收器参数 化，则不良配置设备的危险性下降，并且设置简化。 额定延迟时间 Tdr := UI16， 额定延迟时间以微妙（s）数给出。 数据通道Dat

26、aChannel#1值DataChannel#12 DataChannel#n := I16（即16比特线形2s补码） DataChannel#1至DataChannel#12各数据通道给出测得的即时值，分别为 相电压； 相电流，保护用； 相电流，测量用； 中性点电流.。中性点电压。 对测量值的数据通道分配，依据6.2.4.1.3和B3所述的DataSetName值。 保护用和测量用的相电流数据的比例 如果数据通道未相电流占用，其比例由测量用ECT的额定输出值或保护用 ECT的额定值规定。 比例的实例： 如一台保护用ECT，额定一次电流4000A（方均根值），额定输出为SCP=01CF （方均

27、根值，RangFlag=0）。 例如，对应于样本2DF0H的即时模拟量电流值为：（2DF0/01CF） x4000A=101598A。 如果发生溢出，正溢出必须用7FFFH码指示，负溢出必须用8000H码指示。 保护用和测量用的导数相电流数据的比例 如果数据通道未相电流导数占用，其比例有测量用ECT的额定输出值或保护2中性点电流可以用单独的互感器测量，或用三个相电流叠加计算，其比例由 测量用ECT的SCM额定输出值规定，但与RangFlag的设置无关。 如果发生溢出，正溢出必须用7FFFH码指示，必须用8000H码指示。当中性 点电流值由三个相电流叠加计算时，如果一相电流溢出也必须指示溢出。

28、注：中性点电流的额定准确度可以与相电流的规定准确度不同。 电压数据（相电压、中性点电压或母线电压）的比例 如果数据通道为A、B、C相及中性点或母线测得的即时电压占用，其比例由 SV额定输出值规定。 母线电压可以传输一相的母线值供同步用。 比例实例： 如一台EVT，规定一次电压220 3kV（方均根值），额定输出为SV=2D41H（方均根值）。 例如，对应于样本2DF0H的即时模拟量电压值为：(2 0/2 41) 220 3 129DF D kV kV_=。 如果发生溢出，正溢出必须用7FFFH码指示，负溢出必须用8000H码指示。 当中性点电压值由三个相电压叠加计算时，如有一相电压溢出也必须指

29、示溢出。 注：在一些带滞留电荷重合闸的情况下（见GB/T xxxxx.7的D.4），数字量 电压只可能高达溢出。 样本计数器（SmpCtr） SmpCtr := UI 16116 :=顺序计数 此16比特计数用以检查连续更新的帧数，此计数应在每出现一个新帧时加 1，连续运行中一旦溢出，它应以0值重新开始。 采用同步脉冲进行各合并单元同步时，计数应随每一个同步脉冲出现时置 零，一次电流采样与同步脉冲重合时的数据集应赋值为0. 状态字（StatusWord #1和StatusWord #2） StatusWord #n = BS16 状态字StatusWord #1和StatusWord #2的说明见下图。 如果一个或多个数据通道不适用时，相应的状态标志应设置为无效，相应的 数据通道应填入0000H。 如果互感器有故障，相应的状态标志应设置为无效，并应设置要求维修标志 （LPHD.PHHealth）。 如为预防性维修，所有配置信号皆有效，可以设置要求维修标志 （LPHD.PHHealth）。 当因在唤醒时间期间而数据无效时，应设置无效标志和唤醒时间指示的标 志。 在下列逻辑条件满足时：同步脉冲消逝或无效和合并单元内部时钟漂移 超过其相位误差额定限值的一半，应设置同步脉冲消逝或无效比特（比特4）。 说明注释