[发明专利]一种自适应型智能电网变电站继电保护测试仪

摘要

本发明公开了一种自适应型智能电网变电站继电保护测试仪，包括开关量输入模块、开关量输出模块、光纤接口模块、小信号输出模块、DSP模块、FPGA模块、数模转换模块、FLASH模块、RAM模块、通信模块、HPI接口模块和PHY模块，还包括与开关量输入模块连接的自适应电路，DSP模块通过HPI接口模块与FPGA模块连接，FPGA模块与FLASH模块和光纤接口模块连接，DSP模块与RAM模块连接，FPGA模块还通过PHY模块与通信模块、开关量输入模块和开关量输出模块连接，DSP模块通过数模转换模块与小信号输出模块连接。本发明基于该自适应电路，使得测试仪能自适应有源或无源的开关量输入，可接收各种类型的开关量形式，无需事先进行配置，减少操作步骤，保障继电保护测试仪的安全稳定运行。

主权项

1.一种自适应型智能电网变电站继电保护测试仪，其特征在于：包括开关量输入模块、开关量输出模块、光纤接口模块、小信号输出模块、DSP模块、FPGA模块、数模转换模块、FLASH模块、RAM模块、通信模块、HPI接口模块和PHY模块，其中，DSP模块通过HPI接口模块与FPGA模块连接，FPGA模块与FLASH模块和光纤接口模块连接，DSP模块与RAM模块连接，FPGA模块还通过PHY模块与通信模块、开关量输入模块和开关量输出模块连接，DSP模块通过数模转换模块与小信号输出模块连接；所述测试仪还包括与开关量输入模块连接的自适应电路，所述自适应电路包括DC‑DC电源、整流电路和光电耦合器，所述DC‑DC电源的输入端正极与工作电源连接，DC‑DC电源的输入端负极和输出端负极与地对接，DC‑DC电源的输出端正极依次通过限流电阻R和二极管D9与光电耦合器的输入端正极连接，光电耦合器的输入端负极通过二极管D10与地对接，光电耦合器的输出端与开关量输入模块的输入端连接，整流电路的输出端正极连接至二极管D9和限流电阻R之间，整流电路的输出端负极与地对接；所述开关量输入模块依次通过输入电平转换模块和光电隔离模块与FPGA模块连接；所述测试仪还包括用于供电的电源模块，该电源模块包括依次连接的220V交流电源输入模块、整流滤波模块和控制输入模块；所述光纤接口模块包括光纤ST接口和B码接口；所述通信模块包括RJ45网络模块、GPS模块和调试接口模块；所述小信号输出模块还通过二阶滤波模块与数模转换模块连接；所述DSP模块为TMS320F2812芯片；RAM模块选用IS6lLV51216‑8芯片，开关量输出模块选用ZP‑1050器件，开关量输入模块选用ZP‑1052器件；所述整流电路为不对称桥式整流电路，包括二极管D1~D9，其中，二极管D9的正极与整流电路的输出端正极连接，二极管D9的负极与整流电路的输入端正极连接，二极管D4的正极与整流电路的输入端负极连接，二极管D4的负极与整流电路的输出端负极连接，二极管D1的正极与整流电路的输出端正极连接，二极管D1的负极依次通过二极管D2和二极管D3与整流电路的输入端负极连接，二极管D6的正极与整流电路的输入端正极连接，二极管D6的负极依次通过二极管D7和二极管D8与整流电路的输出端负极连接；所述测试仪还包括工控机，所述工控机与DSP模块连接，所述工控机还连接有显示器、操作按键和触摸板；电源模块接收220v交流电，输出5v和正负12v的直流电，为其它模块供电；通信模块支持TCP/IP，接受外接PC机的指令，也将DSP模块的结果数据交付给外接PC机，与PC机进行双向通讯；FPGA模块负责协议的处理、格式的转换及信息的打包；光纤接口模块在接收到来自FPGA模块的正确的电平信号后对外输出光信号，相反，也会将由外面接收到的光信号转换成电平信号送给FPGA模块；DSP模块只与FPGA模块之间进行双向通讯，接收来自FPGA模块的指令，并且向FPGA模块下发指令，同时DSP模块单方面接收来自外部的开关量输入信号，单方面对外输出开关量输出信号和数字电平信号，其中的数字电平信号交付给数模转换模块；数模转换模块在接收到来自DSP模块的数字量后，负责转换成模拟量并以小信号的名义对外输出；测试时，将RJ45网络模块的接口与外部PC机相连，PC机通过RJ45网络模块向FPGA模块发送数字变电站的各种故障的参数，FPGA模块将受到的故障参数转发给DSP模块，DSP模块生成相应故障的数字信号，再传回FPGA模块由其按IEC61850规约处理打包后，再由光纤接口模块转化为故障光信号，传送至数字变电站继电保护装置的光信号输入口；继电保护装置随后将其响应回传至光纤接口模块，再依次由光纤接口模块、FPGA模块、DSP模块、FPGA模块、RJ45网络模块进行以上的相反处理，处理后再传回PC机，由PC机传回的响应信号进行分析、处理得出测试结果，并存储。