[实用新型]数字化继电保护测试装置

说明书

本实用新型涉及一种数字化继电保护测试装置，主要适用于符合IEC 61850通信规约的数字化变电站或者电力系统自动装置。

电力系统在运行过程中，可能发生各种故障和不正常运行状态，特别是如果发生了各种型式的短路故障，将有可能造成很严重的后果，例如元件损坏、局部地区停电、整个系统崩溃等。因此，在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或者减少发生故障的可能性外，还应该装设继电保护装置，在故障发生的时候快速且有选择性的切除故障部分，以保证电力系统的安全。为保证继电保护装置及其系统能在长期的运行过程中可靠正确的工作，在研制生产、设备安装、定值整定、定期维护的各个阶段，都需要对其进行各种试验以校验其性能。用来进行相应的继电保护装置及系统测试的工具就是继电保护测试装置，而且随着智能电网的发展，继电保护测试装置也由传统的模拟式转化为现在的数字化继电保护测试装置。

作为智能电网的核心内容之一，数字化变电站的研究和建设规模也将得到极大的发展。在数字化变电站中，各一次设备、二次设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备的制造全部基于标准化、模块化的设计，数据、资源的共享得到最大化。与之相对应的，对数字化变电站的设备和系统的测试方法、测试设备也提出了新的需要，传统的基于模拟量的测试方法和设备已不能满足需求。针对以上需求，数字化继电保护测试装置应运而生，并且伴随着智能电网的发展也要不断进步。

本实用新型的目的在于研制了一种应用于对符合IEC 61850通信规约的数字化变电站或者电力系统自动装置进行测试的数字化继电保护测试装置。本装置的功能是模拟电力系统一次设备的运行，输出电压、电流数据给被测设备，通过监测被测设备的响应实时修改输出数据，并记录整个测试过程以校验被测设备的性能。

数字化继电保护测试装置，包括中央处理器CPU、复杂可编程逻辑器件CPLD、存储器、现场可编程门阵列FPGA、通用异步接收/发送装置UART、千兆光纤以太网模块、电以太网模块，所述的存储器为Flash存储器和DDR2存储器，其特征在于：CPU分别与CPLD、DDR2存储器、通用异步接收/发送装置UART、FPGA、电以太网模块相连，Flash存储器与CPLD相连，FPGA与千兆光纤以太网模块相连。

所述的千兆光纤以太网模块由千兆以太网控制器、千兆光纤以太网物理层芯片和光纤收发器组成，千兆以太网控制器安装在FPGA内，千兆光纤以太网物理层芯片通过接口与千兆以太网控制器相连，光纤收发器与千兆光纤以太网物理层芯片相连。

所述的电以太网模块为上、下位机通讯的接口，由电以太网控制器和电以太网物理层组成，电以太网控制器安装CPU内并与电以太网物理层相连，电以太网物理层通过RJ45与外部器件相连。

所述的Flash存储器容量为256Mbit，所述的DDR2存储器由4片 X16 1G DDR2扩展为64位DDR2。

所述的UART为两个，两个UART都与CPU相连。

所述的UART为两个，两个UART都与CPU相连。

所述的FPGA设有八个光纤以太网接口，每个接口能与一个千兆光纤以太网物理层芯片相连。

本实用新型还包括LED灯， LED灯与CPLD相连。

本装置结构上以CPU、FPGA、DDR2存储器为核心，再加上CPLD、UART、光纤以太网物理层芯片等外围器件组成。CPU主要完成测试流程控制、测试数据实时计算、生成测试报告等任务；DDR2存储器主要负责运行数据的高速存取；FPGA主要完成网络报文的编解码、网络报文的收发控制等任务。 

本装置具有以下特点：

具有八个光纤以太网接口，并且可以同时输出采样值 (SMV)控制块报文；每个SMV控制块可配置为最大32个通道，最高频率为12.8kHz；每个光纤以太网接口可以同时输出最多5个32通道、12.8kHz的SMV控制块报文，所有光纤以太网接口能同时输出的32通道、12.8kHz的SMV控制块报文之和最大可以达到10个；可模拟4个开出量和8个开入量，开关量可配置为硬接点或GOOSE控制块报文。

本实用新型能够同时输出的SMV控制块数目、SMV控制块通道的数目和SMV控制块频率，决定了其能够模拟的电力系统的规模。

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的SMV控制块发送流程图。

图3为本实用新型的开关量收发原理结构图。

图3为本实用新型的开关量收发原理结构图。