錄 深圳市星龍科技有限公司 . 錯誤 !未定義書簽。 可行性分析報告 . 錯誤 !未定義書簽。 (第一版） . 錯誤 !未定義書簽。 1 項目實施的背景和意義 . 1 1.1 項目對深圳市經濟、社會和科技發展等有效需求。 . 1 1.2 項目的先進性、重要性、必要性、可行性。 . 2 1.2.1 先進性 . 2 1.2.2 重要性 . 3 1.2.3 必要性 . 4 1.2.4 可行性 . 4 1.3 項目在行業發展中的地位和作用； . 5 1.4 項目預期實現的經濟和社會效益。 . 5 1.4.1 社會經濟意義 . 5 1.4.2 預計經濟效益 . 6 1.4.3 預計社會效益 . 6 2 數字化變電站校驗儀技術發展趨勢及國 內外發展現狀 . 7 2.1 數字化變電站校驗儀相關技術的發展趨勢； . 7 2.2 國外發展現狀 . 7 2.3 國內發展現狀 . 7 2.4 我司目前狀況 . 8 2.5 深圳市相關行業技術與國內外先進水平的差距； . 8 2.6 相關技術在知識產權、市場需求方面的情況。 . 9 第 ii 頁 3 項目主要研究內容 . 9 3.1 項目涉及的技術領域， 擬解決的關鍵技術問題； . 9 3.2 擬采用的 技術原理、 技術方法、技術路線 以工藝流程； . 10 3.2.1 技術原理及關鍵技術內容 . 10 3.2.2 技術路線 . 18 3.2.3 主要創新點 . 19 1) 使用可編程時鐘芯片和高性能的同步采樣 AD 實現準同步算法 . 19 3.3 項目相關技術參照行業標準： . 22 4 項目預期目標 . 23 4.1 項目在技術進步、工藝創新方面可實現的預期成果 . 23 4.1.1 數字電能表校驗 . 23 4.1.2 數字繼電保護校驗 . 23 4.1.3 數字交流采樣校驗 . 24 4.1.4 光電互感器校驗 . 24 4.2 項目形成的產業前景，培養的技術人才 . 24 4.3 項目對解決產業發展問題的預期貢獻 . 24 4.4 二年期內的可考核技術指標和社會經濟效益指標。 . 25 5 項目實施方案 . 27 5.1 實現預期目標所需的組織管理方式； . 27 5.1.1 崗位設置安排情況表 . 30 5.1.2 技術團隊架構圖 . 31 5.2 項目技術實施步驟； . 31 5.3 項目科技資源綜合利用； . 32 5.4 闡述項目成果產業化策略； . 33 5.4.1 營銷管理 . 33 5.4.2 營銷策略 . 33 5.5 闡述項目研發資金的籌集與投入 . 34 第 iii 頁 5.5.1 項目研發資金籌集與投入 . 34 5.5.2 項目研發費用支出明細 . 34 5.6 闡述項目知識產權和技術標準的對策措施。 . 35 6 項目計劃進度 . 36 6.1 XL800 系列項目計劃簡介 . 36 6.2 XL800 系列數字化變電站設備校驗儀階段項目計劃目標 . 38 7 現有工作基礎和條件 . 40 7.1 電測技術領域的已有研發基礎、主要研究成果。 . 40 7.2 項目實施具備的研發經費、實驗平臺等支撐條件情況。 . 42 7.3 近三年承擔的國家、省、市相關科技計劃項目完成情況 . 43 7.4 與其它企業、科研院所、大專院校的合作情況 . 43 8 研發團隊 . 43 8.1 XL800 系列研發團隊的規模和結構， . 43 8.2 XL800 系列項目核心研發人員的人員情況 . 44 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 1 頁 1 項目實施的背景和意義 1.1 項目對 深圳市經濟 、 社會和科技 發展等有效需求。 變電站自動技術經過 十幾年的發展已經達到了一定的水平，大大提高了電網建設的自動化水平，增強了調度自動化水平以及減低了造價，但是技術的發展是永無止境的， 國內的光電互感器，智能開關、以及數字繼電保護、數字電能表已日趨成熟。數字化變電站的成為主流只是時間問題，目前數字化變電站的研究已經如火如荼，其檢測和校驗工具的研究是保證這些自動化保護符合技術標準的重要手段，只有開發出有效的功能齊全的檢驗工具，才能夠進一步能夠推進自動化設備生產廠家不斷完善自己的產品。 “數字化變電站設備校驗裝置”主要應用于檢驗數字變電站的二次設備以及一次的光電互 感器的性能參數、精度、以及功能是否滿足要求。是保證數字變電站的二次設備以及一次的光電互感器的安全可靠性，功能齊全的重要技術手段，最終必將提高電網安全運行，保證用電的可靠性，具有重要的社會意義。 目前數字化的繼電保護、數字電能表、交流采樣裝置、光電互感器一般采用廠家自己的測試工具、或者非權威的測試手段，廠家自己的測試工具一般功能簡單、性能較低、無法實現更高一級的量值傳遞，從技術上來講，需要有第三方的廠家聯合電力工業研究院共同開發權威的校驗工具，建立起規范的檢驗標準。 建議權威的經過認證的校驗工具和技術檢驗規范 有利于 : 協調各種廠家之間的技術認定，由于數字變電站自動化裝置是由很多廠家共同提供產品，假如沒有一個統一的校驗工具，則無法聯通時，難以界定哪方廠家的技術有問題。 促進各自動化設備廠家完善自身產品，有了功能豐富的和權威的校驗方法后， 自動化廠家容易找到自身產品缺陷，不斷完善功能，提高產品質量和可靠性 提高現場驗收效率，有了此校驗工具，可以大大提高現場驗收的效率， 節約人工成本 培養數字化變電站方面人才，本校驗工具本身對于 IEC-61850-9-1 的協議 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 2 頁 有標準的輸出和測試功能，便于學習協議，同時對于電力工業研 究所、高等院校可以把校驗儀作為培養數字電能表、數字繼電保護、光電互感器校驗儀人才的重要試驗平臺。 降低驗收和檢驗人員的專業要求 假如 沒有本套測試工具，驗收人員必須具備非常強的專業知識，一般要經過專 家討論驗收方法，過程也相當復雜，對現場驗收的要求很高，提高了人力成本。 同時 開發 數字化變電站校驗 ,也具有重要的經濟意義未年幾年按照一年一個供電局 4 臺采購量，參考銷售價格 20 萬一臺。全國市縣大概每年 有 8 億左右的市場容量。 我司就算按市場占有率 5%計算，一年銷售額 4 千萬，實現利稅800 萬左右 。 具有一定的經濟意義 1.2 項目的先 進性、重要性、必要性、可行性。 1.2.1 先進性 國際電工委員會 TC57 工作組動員了數百 位 專家歷經十年提出了 一個世界、一種技術、一個標準 ,過程全數字化。今后全世界的變電站自動化 設備 的廠家協議將 統一為 IEC61850 的協議框架。 毫無疑問再經過幾年幾十年，數字化變電站必將成為主流，目前基于 IEC61850 協議 的數字化變電站校驗儀裝置國內外鮮有廠家投入力量研究。我司提出了全套的校驗方法，并作了大量的調研工作 ，部分功能已經可以到現場使用了。整個項目的平臺具有相當的先進性。 產品先進性 基于 IEC61850 的硬件測試工具，目前國內外還沒有成套的產品， 我司率先投入研發此類產品，時機合適。 硬件平臺先進性 使用 ADI 公司高性能的 blackfin DSP 平臺， BF531 具有兩個 400MPIS 的雙 DSP 功能、同時可以作為 32bit MPU 使用，配套 1ppm 的電阻 分壓網絡、 0.005%準確度的零磁 通 互感器、使用 OP1632D 差分輸入輸出的運放作為信XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 3 頁 號調理和 100KSPS 24Bit 的高性能 ADS1278 AD，配置兩個光纖以太網口 和兩個 RJ45 的電以太網口。 軟件平臺先進性 使用 Labview 作為工控機軟件平臺 Labview 具有非常豐富友好的界面和強大 的 數學 工具 。使用 LabView 后會讓我們的開發的產品更美觀 功能更強大 ，可以直接利用軟件庫，降低開發的工作量，同時利用現成的庫，提高軟件的運行可靠性 使用 VDK RTOS 作為嵌入式 DSP 開發的操作系統 ， VDK RTOS 實時多任務操作系統 是 嵌入式 DSP的操作系統， VDK為 ADI公司嵌入式的高性能 RTOS平臺，任務調度實時性優于 0.1mS，保證系統平臺的實時性的要求。 技術先進 性 a）校驗過程全自動，設置完畢后，點擊啟動命令，自動 完成各種檢驗點和校驗功能的檢定并自動生成報表 b）檢定先進 使用模擬源的動態數據作為檢驗數字來源，能夠反映出數字二次設備的現場使用情況。 c) 溯源先進性 建立了 0.05%級的數字溯源技術，自主開發使用高精度的 AD 轉換， 通過 AD 轉換，和已有的 0.01 級的模擬基準實現量傳。 d） 功能配置先進性 測試功能可以選擇相關的國標和行業標準，也可以根據用戶的自己的需求編輯測試點和測試要求。 1.2.2 重要性 基于 IEC61850 協議的數字化變電站將成為未來變電站最重要的技 術之一。目前盡管國內外的電力設備廠家 已經 大力投入到數字化變電站的研究開發中去，但是 還 沒有一個有效的測試工具， 這 必將阻礙數字化變電站設備產 業 的發展，同時也限制了數字化變電站的推廣使用，目前數字化變電站的驗收耗時耗力同時也無法做出權威的驗收結論。 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 4 頁 數字 化 變電站還發展 還需要 相關的測試規范，工程規范，按照規范，檢驗規范必須要跟著發展，而這些技術的發展制定，都 離 不開校驗儀，所以數字化變電站校驗儀對于推進數字化變電站建設，推進數字化變電站的技術發展具有非常重要的意義 . 1.2.3 必要性 IEC61850 協議的制定為電力系統自動 化廠家帶來了廣闊市場空間和無限發展潛力，誰抓得早、抓得準、抓得住，誰就贏得發展先機，贏得主動，最終贏得市場。目前在數字化變電站校驗技術滯后 于 數字化變電站的建設，目前國內電力工業研究院均面臨著現場如何驗收的問題，廣東電力工業研究所主動找到我司合作數字電能表校驗部分，其他光電互感器校驗、數字交流采樣校驗、數字繼電保護校驗也 將 逐降和我司合作開展，所以目前基于 IEC61850 的數字化 變 電站校驗儀的開發非常迫切，非常有必要。 1.2.4 可行性 市場可行性 項目主要應用于供電局、電廠、電力局、研究所、高校等供電局領域。在今后的 10 年內每個市縣供電局均應該配置全套的數字測試儀多套。按照全國 2000個市縣計算，平均一年配置一套，則年需求 2000 4 10 萬 = 8 億 ，電力研究所領域、 高校也需要這樣的產品，因此我們認為市場上是可行的 。 技術可行性 目前己解決了相關核心技術，并且己研制了部分核心產品，其中數字電能表的校驗已經可以實現校驗功能了，因此我們認為技術上是可行的。 政策可行性 作為電網公司 十一五 科技發展規劃中列出的提高電網自動化水平的五大XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 5 頁 重點技術課題之一，數字化變電站必然在 十一五 中后期在各電壓等級變電站中 推廣應用，現在數字化變電站已經成為了各級電網、電力公司關注的焦點 ，因此我們認政策上是可行的。風險很小。 1.3 項目在行業發展中的地位和作用； 數字化變電站校驗儀對于保證數字化變電站的設備符合功能和性能的要求有重要意義，由于數字化校驗是一個新技術，國內外做此研究的不多，我司未來研發成功將是本行 業 在數字化變電站校驗上的一個里程碑。 本系列校驗裝置的研發成功，將對數字化變電站的發展將產生深遠的影響，主要表現在以下幾方面： 解決了目前變電站自動化設備的產品的驗收和型式試驗的難題。 建 立了數字計量的量傳方法，實現了數字電能、數字交流采樣的溯源 軟件 具備自動檢定和生成報表功能，大大減低了檢驗人員的工作量 提高檢驗結果的可信度為 統一各個廠家的技術接口提供技術手段，實現電力設備的無縫鏈接 . 綜上所述，本平臺的成功研發，將是數字化變電站發展道路中的一個里程碑。 1.4 項目預期實現的經濟和社會效益。 1.4.1 社會經濟意義 電力工業是國民經濟發展中最重要的基礎能源產業，是國民經濟的第一基礎產業，是關系國計民生的基礎產業 ， 國家出臺了一系列內需投資政策，其中 4 萬億投資計劃中，未來 2 3 年電網投資將達到 1.2 萬億的 規模 ， 作為國民經濟的基礎產業 ，電力工業 行業能 有效 的 拉動 國民 經濟 的 增長 。而且市場空間是巨大的 。 數字化變電站將成為電力投資的重頭戲之一，數字化變電站設備校驗裝置也將成為其中的重要一環，把數字數字化變電站設備校驗裝置做好了，是保證數字變電站的二次設備以及一次的光電互感器、性能參數、精度、以及功能 達標的 重要手段。 對 提高電網安全運行，保證用電的可靠性，具有重要的 意義 。 同時數字化變電站的發展也必然 拉動 內需。促進經濟的發展 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 6 頁 1.4.2 預計經濟效益 項目主要應用于供電領域。供電局、電廠、電力局、研究所、高校等供這是最大的潛 在用戶。在今后的 3-5 年內每個市縣供電局均應該配置全套的變電站數字化測試儀多套。按照全國 2000 個市縣計算，平均一年配置一套，則年需求 : 2000 4 10 萬 = 8 億 （最終價） 電力研究所領域： 31 省每個省必須在近 1-2 年配置不少于 1 套的數字化變電站校驗儀，大概近兩年需求 : 31 4 20 萬 = 2480 萬 (現在市場價為 30 萬 ) 高校的需求也有一定的數量。 綜上所述，本項目產品未來 3-5 年的市場需求約為 30 億元左右，市場前景廣闊。具有良好的經濟效益 1.4.3 預計 社會效益 降低人工 檢定的成本 數 字 變電站 測試 儀 能夠自動測試、自動 生成 報表 .可以大大降低人工的降低成本，同時擴大檢定點，防止個別死區測試出現。 一般來講，一臺電能表要是把全部的檢定點和影響量全人工檢定需要一周時間，而使用本測試設備只需要 15 分鐘的設置時間，大約 4-6 個小時的自動檢定時間就可以了，大大節約人工成本。今后數字化變電站全面推廣后，全國將有超過 1 萬人在做自動化設備的安裝、檢定、校驗、測試等。大大節約人工成本 有助于推動數字化變電站的發展 數字化變電站的發展除了一次和二次設備廠家的努力外也離不開檢驗設備廠家的作用，假如 沒有校驗廠家的產品的完善，數字化變電站要大規模推廣也無從談起 。 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 7 頁 2 數字化變電站校驗儀技術發展趨勢及國內外發展現狀 2.1 數字 化變電站 校驗儀 相關技術的 發展趨勢； 隨著光電互感器技術的逐漸成熟，基于 IEC61850 的數字化變電站建設步伐必將加快， 從事 數字化變電站校驗的 設備生產 廠家未來也會相應增加 ,同時電力科學研究院、各個省的電力工業研究所一定會投入大量的人力物力，制定相關的配套標準，為數字化設備廠家提供驗收、測試標準規范，也會 推動 測試儀廠家不斷完善自己產品。未來也會有更多的測試儀廠家加入這個領域。 2.2 國 外發展現狀 國外目前主要是對 IEC61850 協議本身來測試的研究比較多，目前瑞士實驗室被授予全球 IEC 61850 標準的測試認證機構，從事 IEC61850 協議測試的廠家不少比如 STRI 公司， OMICRON 公司， ABB 公司等，國外第一個對基于 IEC61850變電站進行測試的 InControl Tech 公司，這種測試一般是用來做型式試驗的，實驗室就是一個模擬的變電站，測試非常復雜，不利于作為現場的驗收工具，也不利于對從事單一設備的廠家的測試，因為國內很多廠家并不能把整個數字化變電站做了下來，只能做其中的一個 設備，比如光電互感器或者繼電保護裝置，這要求有適合于中小企業的測試和驗收工具，目前國外暫無相關產品。 2.3 國內發展現狀 華中理工大學開發光電互感器校驗儀已在在武漢高壓研究所使用，這套裝置成本高，體積大。在現場使用非常麻煩。 裝置由安捷倫的 3458A 萬用表，工控機組成，軟件使用 Labview，基本沒有屬于自己的核心部件，技術含量低，應用不靈活。 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 8 頁 北京浩霆科技也研發出 HTETC-I 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 . 2.4 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 (0.02%)，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 LabView8.0 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 . 2.5 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 。 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 9 頁 2.6 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 2-3 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 3.1 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 高精度 的模擬量采集 我們產品的整體精度為 0.05%,這要求我們的交流 AD 采集模塊精度要到達 0.02%級，目前國內只有深圳科陸、思達等廠家能夠做到 0.02%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， 0.005%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 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 10uS 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XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 10 頁 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。 IEC61850-9-2 協議的掌握。 IEC61850 是一套非常復雜的協議，目前我們已經能夠實現IEC61850-9-1 協議，并和多個廠家聯調過，但對于 IEC61850-9-2 協議目前尚 未 深入研究， IEC61850-9-2 更復雜。 3.2 擬采用的 技術原理 、 技術方法 、 技術路線以工藝流程； 3.2.1 技術原理及關鍵技術內容 3.2.1.1 數字電能表檢驗系統構成 1) 虛 負荷檢定原理 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 11 頁 圖 3-1 數字電能表校驗儀虛負荷檢定原理圖 原理介紹 工控機 (PC)控制 XL803 標準功率源輸出 3U3I 的模擬量，數字電能表校驗儀把模擬量通過 AD 轉成符合 IEC 61850-9-1 的數字量 D0,n-1，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 D0,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 . 數字 電能 表 校驗儀 RS232 DSP 板（ （ BF531） 華北工控機 640*480 液晶顯示 鍵盤 串口 /USB 接口 EternetOut以太網信號 Pin電能脈沖信號 (M1) EternetAD 轉換 3U3I Pout(M2) 來自合并單元 （實負荷檢定） 脈沖輸出， 用于校驗自身精度 送給 COM3000 做量傳 串口 XL803 標準功率源 RS232 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 12 頁 2、實負荷檢定原理 圖 3-2 數字電能表實負荷檢定原理圖 原理介紹 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 IEC61850-9-1 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。 3、虛擬檢定原理 數字 電能 表 校驗儀 RS232 DSP 板（ （ BF531） 華北工控機 640*480 液晶顯示 鍵盤 串口 /USB 接口 EternetOutPin電能脈沖信號 (M1) EternetAD 轉換 3U3I Pout(M2) 脈沖輸出， 用于校驗自身精度 送給 COM3000 做量傳 串口 M2 以太網信號 以太網信號 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 13 頁 圖 3-3 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IEC61850-9-1 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。 數字 電能 表 校驗儀 RS232 DSP 板（ （ BF531） 華北工控機 640*480 液晶顯示 鍵盤 串口 /USB 接口 EternetOutPin電能脈沖信號 (M1) EternetAD 轉換 3U3I Pout(M2) 脈沖輸出， 用于校驗自身精度 送給 COM3000 做量傳 串口 M2 以太網信號 以太網信號 以太網信號 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 14 頁 3.2.1.2 數字交流采樣檢驗系統構成 圖 3-4 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 61850-9-1 的數字量 D0,n-1，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 D0,n-1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 數字交流采樣 校驗儀 RS232 DSP 板（ （ BF531） 華北工控機 640*480 液晶顯示 鍵盤 串口 /USB 接口 EternetOut以太網信號 PinEternetAD 轉換 3U3I Pout(M2) 來自合并單 元 （實負荷檢定） 串口 XL803 標準功率源 RS232 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 15 頁 3.2.1.3 數字繼電保護檢驗系統構成 圖 3-5 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 IO 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。 3.2.1.4 光電互感器檢驗系統構成 1).電壓校驗原理圖 數字繼電保護測試 儀 RS232 DSP 板（ （ BF531） 華北工控機 640*480 液晶顯示 鍵盤 串口 /USB 接口 EternetOut以太網信號 IOIO、EternetAD 轉換 3U3I Pout(M2) 串口 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 16 頁 圖 3-6 光電互感器電壓校驗儀原理圖 原理介紹 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 模擬電壓 光電互感器數字交流采樣 校驗儀 RS232 DSP 板（ （ BF531） 華北工控機 640*480 液晶顯示 鍵盤 串口 /USB 接口 EternetOutIOEternetAD 轉換 3U3I Pout(M2) 串口 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 17 頁 2).電流校驗原理圖 圖 3-7 光電互感器電流壓校驗儀原理圖 原理介紹 電流校驗和電壓校驗的原理是一樣的，唯一不同的是標準信號取電流標準互感器的信號而已。 3.2.1.5 軟硬件 硬件： 使用一個統一的硬件平臺。 軟件： 1、 數字電能表校驗管理軟件 ； 2、 數字交流采樣校驗管理軟件 ； 模擬電壓 光電互感器數字交流采樣 校驗儀 RS232 DSP 板（ （ BF531） 華北工控機 640*480 液晶顯示 鍵盤 串口 /USB 接口 EternetOutIOEternetAD 轉換 3U3I Pout(M2) 串口 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 18 頁 3、 數字繼電保護測試軟件軟件 ； 4、 光電互感器校驗軟件軟件 ； 5、 其他軟件 ； 3.2.2 技術路線 1） 為 提高產品的測量長期穩定性，要使用穩定 性 更好的材料以及 優良的 制造工藝，為此，電壓分壓器采用 1ppm 的金屬氧化膜電阻分壓，同時使用 PGA205 放大器跟隨，以減小分布電容造成的相移，電流使用零磁通互感器，相關的電容均使用溫度 性能 更好的 CBB 電容，布線各個高壓回路相互隔離并保證有足夠的距離，降低串擾， PCB 對于輸入信號采用差分并行 走線，減小共模干擾，以及通道串擾。 參考電壓是 2ppm 的參考電壓，測量 AD 使用24Bit 100LK SPS 8 個通道 AD,同時使用換檔來降低噪音 2 ) 為了提高設備在現場使用的可靠性采用如下措施 對采集前端和電源前端采取多重抗干擾措施 采用功率電阻、壓敏電阻、 TVS 以及電子保護器確保傳導性干擾信號 (脈沖群和浪涌 )不會通過電源或者采集前端侵入敏感脆弱器件，保護 CPU、AD、 MEM、 OP 等敏感器件 CPU 采用總線在運行中不出總線，使用內部的 RAM CPU 采用總線不出芯片方案，提高 CPU 自身抗干擾能力，由于總線在芯片內具有很強的抗干擾能力 多重 WatchDog 技術 IO 保護 對于容易損壞的 IO 口全部用高集成化的貼片 TVS 統一保護， 3) 為提高設備無故障工作時間，要研究元件老化的規律，對設備的密封方式，溫度與濕度交互作用方式進行試驗研究，并進行如下的高可靠性設計： 元器件選擇 對于 IC、插座等器件盡可能使用工業芯片，插座使用菲尼克斯插座。盡量使用焊接技術 (因為我們電流小、振動小焊接反而比壓接可靠 )。 軟件 DEBUG 技術用于故障診斷，遠程下載用于程序更新。 防塵防潮 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 第 19 頁 PCB 最后均要防塵防潮處理 冗余設計 無論對 于 PCB 布線還是間距，以及熱設計，耐壓設計，要留于充分的余量，對于一些關鍵地方使用雙重硬件作為冗余 數據可靠性 塊數據存儲全部使用 CRC16 校驗。采用大容量的 NVRAM，對于經常需要更新的數據如電能脈沖用于 NVRAM 備份記錄，累計一段時間暫存到Flash。對于 Flash 數據的寫入進行校驗，并記錄擦寫時間，為 Flash 的健康狀態做初步檢測。文件數據可靠性使用基于 YAFFS 日記式文件系統原理，同時用 NVRAM 備份 FAT 區。 4) 算法驗證 大部分的算法我們通過 Matlab 來驗證后，再在 blackfin 平臺上運 行，可以節約反復調試的時間 5) 測試驗證 利用廣東電力工業局研究院的設備，和技術