[实用新型]一种基于PXI-e的配置智能电网通讯规约的继电保护控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于电力保护领域，具体来说，是一种基于PXI-e的配置智能电网通讯规约的继电保护控制器。

背景技术

在继电保护领域，通过继电保护装置，在电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。为了实现电力系统保护功能，继电保护装置必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求，特别是对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本

要求。继电保护装置中的核心控制器，在装置中占有最重要的地位；当前继电保护器，大多采用嵌入式技术，以单片机等单片系统作为中央处理器，处理器计算能力弱，难以快速处理紧急事件和复杂通讯报文；内部一般不安装操作系统，难以对复杂多任务进行调度处理，更不具有硬实时响应能力；由于中央处理器性能较低，难以进行多口高速以太网通讯。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种具有高通讯带宽、高信息处理能力、硬实时响应能力的继电保护控制器，配备电力专用的IEC 61850通讯协议栈，和可实现装置间同步的IEEE 1588通讯协议栈，具有强大的继电保护能力。

本实用新型基于PXI-e的配置智能电网通讯规约的继电保护控制器，包括FPGA芯片、中央处理器、存储器、硬实时操作系统RTOS、PXI-e总线以及总线控制器，设计在同一块电路板上。

其中，总线控制器通过4组具有250MB带宽的PCI-e x1总线进行汇总后，与PXI-e总线相连；且总线控制器通过具有1GB带宽的PCI-e x4总线与中央处理器相连。

所述中央处理器与硬实时操作系统RTOS相连，硬实时操作系统RTOS与存储器相连；存储器中安装有IEC 61850电力通讯协议栈、IEEE 1588对时通讯协议栈；中央处理器还与FPGA相连，FPGA通过PCI-e x1通讯线与总线控制器相连，并通过一组同步信号线与PXI-e总线相连。

本实用新型的优点在于：

1、本实新型继电保护控制器，通讯带宽可达到1GB/s，能够迅速地实现测试数据的收集和控制信号的输出；同时能够支持定时和触发型号，可实现与信号采集和控制板卡的纳秒级同步；

2、本实新型继电保护控制器，具有极高的信息处理速度，和三种装置级对时功能：GPS秒脉冲对时、IRIG-B对时、IEEE 1588对时，实现电力保护系统的时钟精准同步；

3、本实新型继电保护控制器，具有毫秒级硬实时任务调度和响应能力，且可满足当前最先进的电力智能设备通讯需求和装置间时钟同步的要求，是一种先进的具有实时响应能力的电力继电保护装置。

附图说明

图1为本实用新型继电保护控制器结构框图。

具体实施方式

本实用新型继电保护控制器，包括FPGA芯片、中央处理器、存储器、硬实时操作系统RTOS、PXI-e总线以及总线控制器，设计在同一块电路板上。

其中，总线控制器通过4组具有250MB带宽的PCI-e x1总线进行汇总后，与PXI-e总线相连，实现具有1GB带宽的PXI-e x4总线。PXI-e总线与外部电力保护设备相连，且总线控制器通过具有1GB带宽的PCI-e x4总线与中央处理器相连，通过总线控制器实现中央处理器与PXI-e总线的数据交换。由此外部电力保护设备发送的数据包经PXI-e总线后，通过总线控制器进入到中央处理器中。PXI-e总线能够迅速地实现测试数据的收集和控制信号的输出；同时能够支持定时和触发型号，如：PXI差分触发信号(PXI-e_DSTAR)、PXI差分同步信号(PXI-e_SYNC100)、PXI差分100MHz参考时钟(PXI-e_CLK100)、PXI10MHz参考时钟(PXI_CLK10)、PXI触发总线(PXI_TRIG)、PXI星型触发(PXI_STAR)，能够通过传送定时和触发信号，实现信号采集和控制板卡的纳秒级同步。