[实用新型]一种智能化变电站自动化保护设备的测试装置

说明书

技术领域    

  本实用新型涉及一种智能化变电站自动化保护设备的测试装置，属智能化变电站设备保护技术领域。

背景技术    

随着电子式电压、电流互感器和IEC61850标准在变电站自动化系统的应用，变电站一次设备和二次自动化系统的连接方式将发生革命性的变化，原有的模拟信号传输将被基于IEC61850标准的数字通信协议所取代，尽管这种取代可能需要一个过程，但其趋势是明确的。迄今为止，很多地方都已经或准备投资建设数字化变电站的示范站或试验设备，但是，相关自动化设备，诸如电子式电压、电流互感器以及改造过的二次自动化设备等的技术标准、测试方法、入网检测及验收手段非常缺乏。现有的保护测试仪器只能对现有的保护装置等电力系统自动化设备进行常规的测试，不能对数字化变电站的数字化保护、综合自动化设备进行测试，这种局面势必严重影响数字化变电站主要设备的选型及应用。对智能化电力系统保护、综自系统检测技术的研究显得越来越迫切。

发明内容    

本实用新型的目的是，根据目前智能变电站相关自动化设备入网检测及验收手段缺乏的现状，公开一种智能化变电站自动化保护设备的测试装置，为现场验收和实验室检测提供必要的测试平台和手段。

本实用新型的技术方案是，本装置由仿真测试装置、智能操作箱、GPS装置等组成。所述测控保护装置包括PC机、PCI总线和61850通信卡（基于61850的通信卡）。PC机通过PCI桥与61850通信卡连接，61850通信卡通过以太网与IED进行通信连接；同时通信卡与多CPU计算机通信采用的是PCI总线接口。PCI总线可以提供极高的数据传送速率（132MB/s），PCI总线与CPU无关，与时钟频率亦无关，可适用于各种平台，支持多处理器和并发工作。PCI总线还具有良好的扩展性，通过PCI-PCI桥路，可允许扩展。只要计算机能提供足够PCI总线插槽，61850通信卡就可以扩展。因此本装置有强大的可扩展性，满足变电站测试的各种要求。 

PC机上的运行界面、模型的实时计算（报文的生成）、底层驱动，通过PCI桥与通讯板交换数据，本装置PC机采用X86台式机。

通信卡由DSP处理器、可编程门阵列FPGA、RAM存储器、以太网接口控制器、光纤收发器组成。FPGA 是高密度可编程逻辑器件, 它编程方便、集成度高、速度快。用FPGA 设计的电路完全由硬件实现, 所以它的工作速度非常快, FPGA还可以方便、灵活地实现一些网络数据通信的底层协议。因此61850通信卡能高速完成IEC61850的协议转换，实时地处理完多路端口数据地打包、发送及接收等。

本实用新型与现有技术比较的有益效果是，本装置采用浮点DSP实时处理通讯信息，计算速度快；每个通讯卡之间同步由板上DSP处理器控制，各卡之间的同步转换命令时间误差小于lus；通信卡通用性，每一个光口可以任意配置为GOOSE（面向通用对象的变电站事件）口或SMV（视频格式）口，而且每个SMV口可以单独配位9-2或9-1协议，可以同时输出。本装置采用X86机和PCI结构，通过PCI-PCI桥路，允许扩展。只要计算机能提供足够PCI总线插槽，61850通信卡就可以扩展，满足数字化变电站IED装置测试的各种要求。

本实用新型适用于智能化变电站自动化保护设备的测试。

附图说明    

图1为本实用新型现场测试接线网络连接示意图；

图2为本实用新型测控保护装置结构框图；

图3为68150通信卡结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例由测控保护装置、智能操作箱、GPS装置等组成。所述测控保护装置包括X86台式机、PCI总线和61850通信卡。

X86台式机上的运行界面、模型的实时计算（报文的生成）、底层驱动，通过PCI桥与61850通信卡交换数据。

其中用户界面采用Visual C++ 商用编程软件编写，采用模块化设计，运行在Windows系统和X86台式机中；用户界面包括用户的测试参数设计、测试中的数据实时监视、测试报告的生成等。

实时计算中主要有两个方面，一是将系统的数学模型变成代数方程并实时解算，生成数据并打包成符合IEC61850-9协议的报文；另一个是接受从通讯卡发送过来的接点信息，例如断路器跳合闸，反应到数学模型中，改变代数方程。这是软件计算，通过PC机强大的主处理器来完成。