[发明专利]智能变电站二次回路综合性能测试系统及工作方法

说明书

本发明提出了一种智能变电站二次回路综合性能测试系统及工作方法，智能变电站二次回路的传输延时主要由电子式互感器对采样信号的预处理、积分器的处理延时、合并单元的同步操作及数据处理操作延时以及交换网络的传输延时等几个部分构成。本发明设计智能变电站二次回路综合性能测试高精度对时同步实现方法、报文采集模块硬件设计、开关量采集模块及其控制系统。本发明实现对智能变电站二次回路综合性能精确测试，为电子式互感器的非同步误差校验提供技术支持。

技术领域

本发明涉及电子电路控制领域，尤其涉及一种智能变电站二次回路综合性能测试系统及工作方法。

背景技术

智能变电站二次系统由智能组件组成，主要包括保护装置、测控装置、智能终端与合并单元等，其主要特征是数据采集数字化、信息交互网络化。这些技术的改变不可避免的会对智能变电站二次回路的综合性能产生影响。例如，速断保护的跳闸延时反而长于传统变电站，同步装置的不稳定有可能导致线路/变压器差动保护误动。导致影响的原因主要体现在以下方面：

（1）环节的增多势必增大信息传输的延时，与传统变电站相比，智能变电站二次回路中的数据转换和信息传输的环节增多了。A/D和D/A的转换、光电信号的转换、以太交换网络的竞争等待、报文的编码与解码、交换机的报文接收与转发都存在一定的延时。设备和处理环节的增多显然不利于信息快速及时的传输。

（2）交换网络的竞争机制导致信息传输延时的不确定性，就实时性而言，传统变电站的点对点直连的信息传输模式优于智能变电站的交换网络模式。因为前者是独享带宽，而后者是共享带宽。需要强调的是，尽管采用交换技术在一定程度上提高了以太网通信的时延确定性，但是并不能满足智能变电站中最苛刻应用的要求。特别是在电网故障或系统规模扩大时，若对网络中某一资源（如缓冲区、带宽、处理能力）的需求超过了该资源所能提供的可用部分，将出现报文超时到达，甚至报文丢失，不能保证时延的确定性。

（3）信息共享与分布采样带来了数据同步性的问题为避免电气量的相位和幅值产生误差，保护控制设备需要在同一时间点上获得采样数据，如差动保护和距离保护。传统变电站的保护控制设备将需要的电量通过电缆引至装置，由二次设备完成各电量的同步采样，因此基本不存在数据的时间同步问题。但是，由于智能变电站基于信息共享和分布采样的设计原则，各电量数据经电子式互感器分别采样、转换为数字量，并通过过程层网络送至保护控制设备。因此，智能变电站面临分布式传感系统都必须面对的数据同步性的问题，即其要保证所有的分布传感器单元的采样数据信息严格同步。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种智能变电站二次回路综合性能测试系统及工作方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种智能变电站二次回路综合性能测试系统，包括：工作电源端连接断路器一端，断路器另一端连接智能终端电源端，智能终端数据交互端连接交换机信号交互端，交换机数据交互端还设置数据保护装置，交换机数据接收端还连接合并单元，合并单元连接电子式互感器信号交互端，电子式互感器信号采集端连接多类型数据采集单元，通过电子式互感器对采样信号进行预处理；

所述多类型数据采集单元包括：高精度对时同步模块、报文采集模块和开关量采集模块；

所述高精度对时同步模块，用于与智能终端中的GPS接收机同步，通过解析智能终端GPS接收机传来的IRIG-B码或脉冲信号对时同步功能，并将脉冲及时间信息发送至高精度对时板，以便维护智能终端内时钟和各通道数据打上时间戳；

报文采集模块，用于将高精度对时板中对时信息进行报文收集，并收集的对时信息和二次回路信息发送到智能终端，每次该报文采集模块工作后FPGA加载程序数据，将采集的报文发送到智能终端；

开关量采集模块，用于开关量调理电路设有防护措施，在模拟量接反或击穿的情况下，能够很好的保护系统不受损坏，对于智能变电站中工作信号进行采集整理，获取智能变电站的开关量工作信号。