一种数字化继电保护测试装置制造方法及图纸

数字化继电保护测试装置，包括主控CPU板卡、数字化通用板卡、对时板卡、交流量采集板卡和总线；数字化通用板卡带有独立的计算DSP和数字化接口，分布式排列在总线上；主控CPU板卡对外通过以太网连接后台或上位机、接收后台软件的控制命令、配置和故障数据，主控CPU板卡通过总线连接各数字化通用板卡，试验数据被主控CPU板卡分解下发到各数字化通用板卡，由各数字化通用板卡分别独立计算输出；对时板卡连接至总线保证各数字化通用板卡的协调、同步。机箱采用扩展式插槽机箱，可根据现场需求配置扩展数字化输出能力；装置支持内部自产和外部采集两种试验故障产生模式，支持点对点和共网方式的数字化测试方式。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数字化继电保护测试装置。
技术介绍
随着时代的进步，科技飞速发展，新的芯片技术以及计算机网络技术的巨大进步， 推动了变电站自动化领域的智能化，随着智能化开关、光电式电流电压互感器等机电一体化设备的出现，标志着变电站自动化技术即将进入数字化的新阶段。数字化变电站是由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、 站控层)构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站的主要特点有一次设备智能化；二次设备网络化；测量系统数字化；其不仅要求对单台保护装置进行逻辑测试，而且需要对包括合并单元、网络装置在内的成套系统进行测试，这就使得传统的一些调试方法和手段已经不再适应数字化保护的调试，在这种情况下，新的数字式变电站保护测试装置的开发势在必行。传统继电保护测试厂家如博电、OMICRON等也纷纷推出了自己的数字化继电保护测试仪器，但这些厂家的数字式继电保护测试仪器存在一些缺陷，OMICRON作为业界常规继电保护测试仪器的龙头，其数字化测试仪器尚处于起步阶段，尚没有支持IEC60044-8功能的测试仪器，其IEC61850功能测试的仪器，功能比较单一，仅支持手动建立IEC61850-9-2和 GOOSE控制块进行试验，且建立的IEC61850-9-2和GOOSE控制块，受限于其硬件和软件，通道数目和通道位置固定，不支持配置和扩展，无法满足数字化保护迅速发展的需求。博电作为国内重要的测试仪器厂家，推出的数字化保护测试仪器，功能比较强大，支持变电站SCD 导入IEC61850-9-2和GOOSE控制块等，一些数字化设置的参数已经支持用户自定义，但是其试验仪器的设计思路与传统试验仪器相似，测试仪器设计完毕，其硬件即固定，故其数字化测试仪器的硬件接口和输出能力也即固定，要想满足实际应用中的扩展需求则需另购测试仪器；另外其测试仪器不支持模拟远端模块的协议；从SCD文件导入配置的方式，也不适合保护装置在开发阶段的需求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一套数字化硬件和接口可灵活配置，满足用户对于 IEC61850-9-2、IEC61850-9-1、IEC60044-8、电子式/独立式远端模块协议测试需求，满足保护装置在变电站调试和研发时调试的便利要求，支持IEC61850控制块数目、通道灵活配置，并能从外部采集交流信号的多功能数字化测试装置。本技术的实施方案是一种数字化继电保护测试装置包括主控CPU板卡、数字化通用板卡、对时板卡和交流量采集板卡、总线；数字化通用板卡带有独立的计算DSP和数字化接口，排列在分布式总线上，独立并行计算，根据用户需求扩展数字化输出能力；主控CPU板卡对外通过以太网连接后台或上位机、接收后台软件的控制命令、配置和故障数据，在测试装置内负责调度保护测试项目的进行，主控CPU板卡通过总线连接各数字化通用板卡，试验数据被主控CPU板卡分解下发到各数字化通用板卡，由各数字化通用板卡分别独立计算输出；对时板卡连接至总线保证各数字化通用板卡的协调、同步。主控CPU板采用32位400Mhz主频的PowerPC，采用Iinux操作系统，对外提供网络口，可方便的接收后台软件的控制和试验数据；对内通过CAN总线控制各扩展板卡，优异的软件调度，可对测试数据进行分析、分解，提高测试的准确性和实时性。数字化通用板卡独立计算或者处理采集交流故障信号进行转化，提供三路 IEC60044-8光纤数据接口和一路IEC61850光纤网络接口，支持标准规范的IEC60044-8协议格式数据、IEC61850协议的9-2/9-1/G00SE格式数据以及远端模块协议数据，从而不仅支持模拟合并单元协议直接与保护装置连接进行保护试验，验证保护装置的动作逻辑等， 还可支持独立式和电子式远端模块协议，经数字故障量接入合并单元，从而对现场变电站整套系统一同进行测试，不仅验证逻辑，而且验证系统互连等。对时板卡提供光纤和差分两种形式的IRIGB输出接口，可作为数字化保护装置的对时源，为单台共网式数字化保护装置提供支持和便利；提供光纤和差分两种形式的 IRIGB输入接口，可外接对时信号，方便接入现场数字化站的对时网络，方便现场级数字化保护装置的调试，并可多台测试装置配合组成分步式测试系统，同步输出数字化信号，方便现场系统级别的保护调试和验收。交流量采集板卡每块提供3路标准电压输入和3路电流输入，支持从常规试验仪器采集数据，转化为IEC61850-9-2、IEC61850-9-1、IEC60044-8、电子式/独立式远端模块协议数据，此时数字化保护测试装置变为中间模块，将数字化保护测试完全转变为用户熟悉的常规保护装置调试模式。本技术的有益效果是主控CPU板和数字化通用板卡分开加上先进的背板总线设计，使本测试装置非常容易扩展。机箱采用扩展式插槽机箱，可根据现场需求配置扩展数字化输出能力；装置支持内部自产和外部采集两种试验故障产生模式，支持南瑞继保特有的GOOSE文件导入配置和标准化的S⑶文件导入配置；数字化接口支持IEC61850-9-2、 IEC61850-9-1、IEC61850-G00SE、IEC60044-8、南瑞继保电子式/独立式远端模块协议；支持点对点和共网方式的数字化测试方式。附图说明为了对本技术作进一步说明，给出附图图1本技术一种实施方式的分布式硬件配置图；图2本技术一种实施方式的装置接口配置，空白端子处均可配置为数字化通用板卡。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的具体实施方法。如图1所示，一种数字化继电保护测试装置其特征是包括主控CPU板、数字化通用板卡、对时板卡、交流量采集板卡等；数字化通用板卡带有独立的计算DSP和数字化接口，可按照需求分布式排列在背板总线上，独立并行计算，根据用户需求扩展数字化输出能力；主控CPU板卡对外通过以太网接收后台软件的控制命令，配置和故障数据，对内负责调度保护测试项目的进行，试验数据被主控CPU分解下发到各数字化通用板卡，由各数字化通用板卡分别独立计算输出；内部对时总线保证各数字化通用板卡的协调、同步。主控CPU板采用32位400Mhz主频的PowerPC，采用Iinux操作系统，对外提供网络口，可方便的接收后台软件的控制和试验数据；对内通过CAN总线控制各扩展板卡，优异软件调度，可对测试数据进行分析、分解，提高测试的准确性和实时性。数字化通用板卡独立计算或者处理采集交流故障信号进行转化，提供三路 IEC60044-8光纤数据接口和一路IEC61850光纤网络接口，支持标准规范的IEC60044-8协议格式数据、IEC61850协议的9-2/9-1/G00SE格式数据以及远端模块协议数据，从而不仅支持模拟合并单元协议直接与保护装置连接进行保护试验，验证保护装置的动作逻辑等， 还可支持独立式和电子式远端模块协议，接入合并单元，从而对现场变电站整套系统一同进行测试，不仅验证逻辑，而且验证系统互连等。对时板卡提供光纤和差分两种形式的IRIGB输出接口，可作为数字化保护装置的对时源，为单台共网式数字化保护装置提供支持和便利；提供光纤和差分两种形式的 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴建，刘战朋，王涛，陈祥，李忠安，王治国，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：