專利名稱：一種數(shù)字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于電力系統(tǒng)數(shù)字繼電保護(hù)動(dòng)模檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)數(shù)字繼 電保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模試驗(yàn)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著智能化開關(guān)、光電式電流/電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)、變電站 運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)的日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，勢(shì) 必對(duì)已有變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻影響，使得建立全數(shù)字化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)成為可 能。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是國際電工委員會(huì)(IEC)發(fā)布的變電站自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)。中國已從 標(biāo)準(zhǔn)研究階段過渡到工程應(yīng)用階段，并已有多個(gè)基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站投入使用。 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)代表了變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。在電力系統(tǒng)中，對(duì)繼電保護(hù)裝置的測(cè)試分為靜態(tài)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。靜態(tài)試驗(yàn)采用 單獨(dú)的繼電保護(hù)測(cè)試儀即可實(shí)現(xiàn)；動(dòng)態(tài)試驗(yàn)需要模擬系統(tǒng)的各種復(fù)雜運(yùn)行工況，包括轉(zhuǎn)換 性故障、發(fā)展性故障、功率倒向、CT飽和等。所有繼電保護(hù)設(shè)備在入網(wǎng)前，均需要通過動(dòng)態(tài) 試驗(yàn)檢測(cè)。中國電力科學(xué)研究院研制的電力系統(tǒng)全數(shù)字仿真裝置(簡(jiǎn)稱ADPSS)，是中國首套 完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型仿真裝置，是世界上首套可模擬大規(guī)模復(fù)雜交直流電力系統(tǒng) 的實(shí)時(shí)仿真裝置，可以進(jìn)行1000臺(tái)機(jī)組、15000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大系統(tǒng)交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài) 仿真和機(jī)電、電磁暫態(tài)的混合仿真研究。仿真系統(tǒng)可以進(jìn)行繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、發(fā)電 機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置、柔性交流輸電裝置的實(shí)時(shí)仿真測(cè)試。ADPSS輸出的是模擬量，無法直接和數(shù)字化保護(hù)和測(cè)控裝置連接，更無法對(duì)其進(jìn)行 測(cè)試。國內(nèi)外查新發(fā)現(xiàn)，目前只有一個(gè)研發(fā)類似產(chǎn)品的報(bào)道專利號(hào)為200910076086. 5， 該專利發(fā)明了一種將加拿大曼尼托巴RTDS公司研發(fā)的RTDS (Real Time Digital Simulator)輸出的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電力仿真轉(zhuǎn)換裝置，但其存在許多不足主要包 括1)只將RTDS輸出的模擬量轉(zhuǎn)換為符合IEC61850-9-1/ IEC61850-9-2協(xié)議的報(bào)文，硬 件上沒有接口支持協(xié)議為IEC60044-7/8的數(shù)字信號(hào)輸出，無法對(duì)符合該協(xié)議的數(shù)字保護(hù) 進(jìn)行測(cè)試；幻裝置上的物理模擬通道和IEC61850-9-1/ IEC61850-9-2協(xié)議的數(shù)據(jù)集通道 是固定的，無法自由配置；3)發(fā)送的采樣值報(bào)文通道數(shù)目無法自由設(shè)置，只能固定為12個(gè) 通道，而國內(nèi)數(shù)字保護(hù)現(xiàn)狀是通道數(shù)目是可以自由配置的，在使用上具有局限性；4 )發(fā)送采 樣值報(bào)文每個(gè)通道功能沒有靈活定義5) 3個(gè)光以太網(wǎng)接口功能不能靈活定義，固定A\B 口 輸出采樣值、C 口接收/發(fā)送GOOSE信息，給測(cè)試某些采樣值、GOOSE組網(wǎng)的數(shù)字保護(hù)裝置帶 來了困難；6)采樣值、GOOSE參數(shù)只能手動(dòng)配置；7)同步接口只能接收GPS信號(hào)，不能接收 光B碼信號(hào)，而目前保護(hù)裝置同步接口大部分為光B碼接口使得裝換裝置和保護(hù)裝置同步 存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于研制一種主要利用基于IEC61850的實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置功 能的數(shù)字繼電保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模試驗(yàn)系統(tǒng)，其解決了目前仿真轉(zhuǎn)換裝置在測(cè)試數(shù)字保 護(hù)裝置方面存在的不足，主要特征包括1)不僅能將仿真裝置輸出的模擬量轉(zhuǎn)換為符合 IEC61850-9-1/ IEC61850-9-2協(xié)議的報(bào)文，而且增加硬件模塊支持協(xié)議為IEC60044-7/8 的數(shù)字信號(hào)輸出⑵該轉(zhuǎn)換裝置的物理模擬通道和IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、 IEC60044-7/8協(xié)議數(shù)據(jù)集通道可自由關(guān)聯(lián)；3)發(fā)送的采樣值報(bào)文通道數(shù)目可根據(jù)被測(cè)保 護(hù)裝置的配置自由設(shè)置；4)發(fā)送的采樣值報(bào)文每個(gè)通道功能(保護(hù)電流、測(cè)量電流、電壓)可 靈活定義；5)3個(gè)光以太網(wǎng)接口功能可靈活定義為采樣值發(fā)送口或GOOSE發(fā)布/訂閱口 ；6) 采樣值、GOOSE參數(shù)可自動(dòng)配置通過解析SCL文件或和保護(hù)裝置通訊，讀取保護(hù)裝置的數(shù) 據(jù)模型來獲得采樣值或GOOSE的基本參數(shù)；7)同步接口不但能接收GPS信號(hào)，而且可接收 光B碼信號(hào)。采用本發(fā)明后，可測(cè)試目前所有光數(shù)字保護(hù)設(shè)備，并大大提高了測(cè)試效率。本發(fā)明的技術(shù)方案為
本發(fā)明一種數(shù)字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括用于處理信息 和能夠給實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置配置設(shè)置的上位計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置和 電力系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置，所述實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置通過網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備連接上位計(jì)算機(jī)，電力 系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置和實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置連接，所述網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備和轉(zhuǎn)換裝置分別連接待測(cè) 繼電保護(hù)裝置；
所述網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備連接待測(cè)繼電保護(hù)裝置的以太網(wǎng)端口，用于獲取跳閘/合閘報(bào)告， 所述跳閘/合閘報(bào)告由計(jì)算機(jī)處理；
所述實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置包括主控制板、A/D采集板、開入量板、開出量板和電源板、 GPS接口、光B碼接口、FT3板、以太網(wǎng)接口和光纖接口 ；所述轉(zhuǎn)換裝置主控制板由實(shí)現(xiàn)以 太網(wǎng)通信功能的32位嵌入式ARM處理器和具有高效快速的數(shù)據(jù)處理功能的數(shù)字信號(hào)DSP 處理器構(gòu)成；所述A/D采集板的輸出端口連接主控制板的A/D輸入端口，其通過運(yùn)放電路 將輸入的峰值最大士 IOV的模擬量轉(zhuǎn)換成符合主控板A/D輸入端要求的模擬量，并把該 模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，所述所述A/D采集板設(shè)置為能同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真裝置輸出 的12路模擬量信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，即可以達(dá)到同時(shí)模擬兩組CT及兩組PT的規(guī)模；所述用 于和轉(zhuǎn)換裝置的輸入關(guān)聯(lián)的開入量板通過數(shù)據(jù)總線連接主控制板；所述用于和轉(zhuǎn)換裝置 的輸出關(guān)聯(lián)的開出量板通過數(shù)據(jù)總線連接主控制板；所述用于轉(zhuǎn)換裝置和繼電保護(hù)裝置 及上位機(jī)間的數(shù)據(jù)通信的以太網(wǎng)接口和光纖接口分別連接主控制板，用于所述轉(zhuǎn)換裝置和 繼電保護(hù)裝置及上位機(jī)間的數(shù)據(jù)通信；所述FT3板通過數(shù)據(jù)總線連接到主控制板，F(xiàn)T3板 配設(shè)有用以實(shí)現(xiàn)裝置間的同步的光B碼接口用于接收光B碼信號(hào)，F(xiàn)T3板上配設(shè)有用于發(fā) 送符合IEC60044-7/8協(xié)議的采樣值報(bào)文的的光纖接口 ；所述GPS接口連接主控制板用于 接收PPS秒脈沖信號(hào)；所述主控制板上設(shè)置的光纖接口用于發(fā)送符合IEC61850-9-1和或 IEC61850-9-2協(xié)議的采樣值或用于訂閱/發(fā)布GOOSE信息，設(shè)置為3個(gè)以上，光口功能設(shè)置 為可靈活定義。本發(fā)明中所述數(shù)字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備通過軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn) 行12路模擬通道零漂檢查并自動(dòng)獲取零漂系數(shù)；所述數(shù)字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)的
4設(shè)備通過軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)行采樣值、GOOSE參數(shù)的配置。實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置能夠自動(dòng)解析SCL文件獲得保護(hù)裝置GOOSE發(fā)布/訂閱信息， 所述信息包括GOOSE基本參數(shù)和GOOSE數(shù)據(jù)集及其每個(gè)數(shù)據(jù)的描述信息，所述基本參數(shù)包 括目的地址、GoCBRef、GoID和APPID ；上位機(jī)根據(jù)GOOSE數(shù)據(jù)的描述信息將GOOSE數(shù)據(jù)和 實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置的開入量或開出量進(jìn)行關(guān)聯(lián)；實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置發(fā)布GOOSE時(shí)，GOOSE的 數(shù)據(jù)集結(jié)構(gòu)由測(cè)試系統(tǒng)軟件自動(dòng)生成，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)、每個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型、 數(shù)據(jù)默認(rèn)值；所述的自動(dòng)配置GOOSE參數(shù)還包括和保護(hù)裝置通訊讀取保護(hù)裝置的GOOSE 模型，獲得其GOOSE發(fā)布/訂閱信息；所述的自動(dòng)進(jìn)行采樣值參數(shù)的配置包括解析SCL 文件獲得保護(hù)裝置的采樣值配置信息，包括MAC地址、采樣率、ASDU數(shù)目、APPID、LDName (IEC61850-9-1 協(xié)議)、SVID (IEC61850-9-1 協(xié)議)。本發(fā)明中所述電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真裝置可以同時(shí)外接多個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，模擬多個(gè) 合并單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)數(shù)字繼電保護(hù)設(shè)備、母差保護(hù)、變壓器保護(hù)、光纖縱差保護(hù)測(cè)試。本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明中所述該轉(zhuǎn)換裝置的硬件系統(tǒng)主要包括主控制板、A/D采集板、開入、開出量 板和電源板、FT3板、GPS接口、光B碼接收接口、以太網(wǎng)接口、3路光以太網(wǎng)接口、3路光串口 等。A/D采集板、3路光以太網(wǎng)接口連接于主控制板，A/D采集板通過運(yùn)放電路將輸入的模擬 量(峰值最大士 IOv)轉(zhuǎn)換成符合A/D輸入端要求的模擬量，并把該模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量， 主控制板把該數(shù)字量進(jìn)行整理，打包為為符合IEC61850-9-1/IEC61850-9-2協(xié)議的報(bào)文通 過3路光口(FiberA、FiberB、FiberC)發(fā)送出去；FT3板同主控制板連接，3路光串口同F(xiàn)T3 板連接，F(xiàn)T3板把主控制板發(fā)送的符合IEC60044-7/8協(xié)議的報(bào)文按照曼徹斯特編碼通過3 路光串口(CHI、CH2、CH3)發(fā)送出去；FT3板上增加了光B碼接收電路，通過連接于FT3板 上的光B碼接口接收同步源發(fā)送的光B碼信號(hào)獲得秒信號(hào)以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)轉(zhuǎn)換裝置的同步或轉(zhuǎn) 換裝置同保護(hù)裝置的同步；開入板連接于主控制板，開入板外接8個(gè)開入接口，開入接口接 收的硬接點(diǎn)信息通過主控制板轉(zhuǎn)換為GOOSE報(bào)文通過上述光口(FiberA、FiberB, FiberC) 發(fā)送出去；開出板連接于主控制板，開出板外接8個(gè)開出接口，上述光口(FiberA、FiberB, FiberC)接收的GOOSE報(bào)文通過主控制解析轉(zhuǎn)換為接點(diǎn)信息通過開出接口發(fā)送出去。而本發(fā)明其軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)了一套完整的自動(dòng)、閉環(huán)測(cè)試。解決了目前 仿真轉(zhuǎn)換裝置在軟件功能上靈活性差、自動(dòng)化水平低的缺陷。該測(cè)試系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分
1.系統(tǒng)設(shè)置，系統(tǒng)設(shè)置部分既要做到靈活(目的是能滿足目前國內(nèi)外所有數(shù)字保護(hù)裝 置的測(cè)試)，又要提高設(shè)置的自動(dòng)化水平，因?yàn)槿斯づ渲肐EC61850接口參數(shù)比較容易出錯(cuò)， 軟件自動(dòng)配置可以提高測(cè)試效率。包括以下幾個(gè)部分 1)通訊接口設(shè)置
可設(shè)置通訊接口的類型IEC61850-9-l、IEC61850-9-2、IEC60044-7/8，涵蓋了國際上 已投入使用的所有數(shù)字繼電保護(hù)裝置接口類型。2) IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 設(shè)置
可通過導(dǎo)入SCL文件進(jìn)行設(shè)置，自動(dòng)獲得采樣率、ASDU數(shù)目、APPID等關(guān)鍵參數(shù)。3)通道設(shè)置
設(shè)置擴(kuò)展協(xié)議的輸出格式；設(shè)置采樣值通道數(shù)目；設(shè)置該轉(zhuǎn)換裝置的物理模擬通道和采樣值通道的關(guān)聯(lián)關(guān)系；設(shè)置通道功能(保護(hù)電流、測(cè)量電流、電壓)；設(shè)置每個(gè)光口的功能 (輸出采樣值或GOOSE訂閱/發(fā)布接口)。4 ) GOOSE訂閱/發(fā)布設(shè)置
通過導(dǎo)入SCL文件獲得GOOSE的基本參數(shù)、數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)類型、每個(gè)數(shù)據(jù)的描述信息，然 后同開入或開出進(jìn)行關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)GOOSE參數(shù)的自動(dòng)配置。另外也可以通過和保護(hù)裝置實(shí)時(shí)通訊，獲得保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)模型，查看GOOSE訂 閱/發(fā)布的信息。5)自動(dòng)進(jìn)行12路模擬通道零漂檢查并自動(dòng)獲取零漂系數(shù)，對(duì)采樣值通道自動(dòng)修 正，提高采樣值發(fā)送精度。2、仿真實(shí)驗(yàn)，在電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真裝置上仿真系統(tǒng)故障，根據(jù)上述1系統(tǒng)設(shè)置的 要求輸出符合IEC61850采樣值數(shù)據(jù)給保護(hù)裝置，接收保護(hù)裝置發(fā)出的GOOSE信號(hào)(比如跳 閘信號(hào))按照上述1設(shè)置的要求轉(zhuǎn)換為硬接點(diǎn)信號(hào)發(fā)送給模擬斷路器，接收模擬斷路器的位 置信息反饋給電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真裝置，形成閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)。3、檢查保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告的正確性
上述2可檢查保護(hù)裝置的邏輯功能是否正確。另外還需要檢查保護(hù)裝置的動(dòng)作行為是 否和上傳的保護(hù)動(dòng)作報(bào)告一致。該軟件實(shí)現(xiàn)了解析MMS報(bào)文的功能，在獲得保護(hù)動(dòng)作結(jié)果 的同時(shí)，也可通過保護(hù)裝置以太網(wǎng)口(該網(wǎng)口為同監(jiān)控后臺(tái)連接接口)獲得保護(hù)裝置的動(dòng)作 報(bào)告。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)仿真裝置對(duì)數(shù)字保護(hù)裝置進(jìn)行動(dòng)模檢測(cè)這一技術(shù)難題，可檢測(cè) 的數(shù)字保護(hù)裝置不僅僅局限于只支持IEC61850-9-1/IEC61850-9-2協(xié)議，不但可完成保護(hù) 裝置的邏輯功能測(cè)試，而且可檢測(cè)其通訊功能；具有同步接口(光B碼接口、GPS接口)可 方便實(shí)現(xiàn)數(shù)字保護(hù)裝置和仿真裝換裝置以及多臺(tái)仿真裝置間的同步，使得仿真測(cè)試縱差保 護(hù)、變壓器保護(hù)、母差保護(hù)搭建的系統(tǒng)更符合變電站設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況。從而可大大提高 數(shù)字保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明再做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明中實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置的硬件系統(tǒng)構(gòu)成示意圖2為本發(fā)明所述的檢測(cè)系統(tǒng)用來測(cè)試保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯設(shè)備連接示意圖； 圖3為本發(fā)明所述的檢測(cè)系統(tǒng)用來測(cè)試保護(hù)的動(dòng)作邏輯及通訊功能的設(shè)備連接示意
圖4為本發(fā)明實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置之間及仿真轉(zhuǎn)換裝置同保護(hù)裝置間同步的設(shè)備連接 示意圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中，利用ADPSS仿真裝置建立的電磁仿真模型； 圖6為圖5所示測(cè)試環(huán)境下，模擬線路保護(hù)區(qū)內(nèi)I段單相接地故障時(shí)，PCS-931型線路 保護(hù)裝置的動(dòng)作情況；
圖7為圖5所示測(cè)試環(huán)境下，模擬線路保護(hù)區(qū)內(nèi)I段相間金屬性短路時(shí)，PCS-931型線 路保護(hù)裝置的動(dòng)作情況。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的技術(shù)方案和測(cè)試系統(tǒng)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對(duì) 本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并 不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明以ADPSS仿真裝置為例，具體說明基于IEC61850的數(shù)字繼電保護(hù)設(shè)備檢測(cè) 的實(shí)現(xiàn)方法及具體功能，但本發(fā)明并不局限于此，可以推廣應(yīng)用到其它仿真裝置上。如圖1所示為本發(fā)明實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該轉(zhuǎn)換裝置的硬件系 統(tǒng)主要有以下幾個(gè)部分組成主控制板、A/D采集板、開入、開出量板和電源板、FT3板、GPS 接口、光B碼接收接口、以太網(wǎng)接口、3路光以太網(wǎng)接口、3路光口等。A/D采集板、3路光以太 網(wǎng)接口連接于主控制板，A/D采集板通過運(yùn)放電路將輸入的模擬量(峰值最大士 10V)轉(zhuǎn)換 成符合A/D輸入端要求的模擬量，并把該模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，主控制板把該數(shù)字量進(jìn)行 整理，打包為符合IEC61850-9-1/IEC61850-9-2協(xié)議的報(bào)文通過3路光口(FiberA、FiberB、 FiberC)發(fā)送出去；FT3板同主控制板連接，3路光口同F(xiàn)T3板連接，F(xiàn)T3板把主控制板發(fā)送 的符合IEC60044-7/8協(xié)議的報(bào)文按照曼徹斯特編碼通過另外3路光口(CHI、CH2、CH3)發(fā) 送出去；FT3板上增加了光B碼接收電路，通過連接于FT3板上的光B碼接口接收同步源發(fā) 送的光B碼信號(hào)獲得秒信號(hào)以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)轉(zhuǎn)換裝置的同步或轉(zhuǎn)換裝置同保護(hù)裝置的同步；開 入板連接于主控制板，開入板外接8個(gè)開入接口，開入接口接收的硬接點(diǎn)信息通過主控制 板轉(zhuǎn)換為GOOSE報(bào)文通過上述光口(FiberA、FiberB、FiberC)發(fā)送出去；開出板連接于主控 制板，開出板外接8個(gè)開出接口，上述光口(FiberA、FiberB, FiberC)接收的GOOSE報(bào)文通 過主控制解析轉(zhuǎn)換為接點(diǎn)信息通過開出接口發(fā)送出去。圖2是本發(fā)明所述的檢測(cè)系統(tǒng)用來測(cè)試保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯鏈接關(guān)系示意圖。如 圖所示，數(shù)據(jù)裝換裝置耦接于ADPSS，接收ADPSS輸出的電流、電壓模擬量信號(hào)，并將模擬信 號(hào)轉(zhuǎn)換成符合IEC61850-9-1/2、IEC60044-7/8協(xié)議的采樣值報(bào)文并輸出；數(shù)字繼電保護(hù)設(shè) 備耦接于仿真裝換裝置，接收仿真轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送的IEC61850采樣值報(bào)文。同時(shí)，仿真裝換 裝置接收數(shù)字繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)送的GOOSE動(dòng)作報(bào)文并解析，將其轉(zhuǎn)換為模擬開關(guān)量信號(hào)， 發(fā)送至ADPSS中。圖3是本發(fā)明所述的檢測(cè)系統(tǒng)用來測(cè)試保護(hù)的動(dòng)作邏輯及通訊功能的鏈接圖。圖 3和圖2的區(qū)別是圖3搭建的測(cè)試系統(tǒng)不但可測(cè)試保護(hù)的動(dòng)作邏輯而且可測(cè)試其通訊功能。 通過HUB把PC機(jī)、數(shù)字保護(hù)裝置、仿真裝換裝置連接在一起，PC機(jī)上運(yùn)行了測(cè)試軟件。該 測(cè)試軟件可讀取數(shù)字保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)模型獲得GOOSE訂閱/發(fā)布的信息用以實(shí)現(xiàn)GOOSE參 數(shù)的配置，另外也可以獲得保護(hù)裝置的定值信息。保護(hù)動(dòng)作后其動(dòng)作結(jié)果可發(fā)送到PC機(jī)， 另外自動(dòng)獲取保護(hù)裝置的動(dòng)作報(bào)告，二者進(jìn)行比較既可判斷保護(hù)裝置的遙信通訊功能是否 正確。仿真裝換裝置的功能及裝換過程同圖2描述的一致。圖4描述了仿真裝換裝置之間及仿真裝換裝置同保護(hù)裝置間的同步。檢測(cè)母差保 護(hù)、變壓器保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)時(shí)，為了仿真系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況需要幾臺(tái)獨(dú)立的仿真裝換 裝置輸出采樣值信號(hào)給保護(hù)裝置，這就需要解決仿真裝換裝置的同步采樣問題，同步采樣 是這樣實(shí)現(xiàn)的每個(gè)仿真轉(zhuǎn)換裝置都接收同步源發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)查詢到秒脈沖到來時(shí)， 把采樣記錄序號(hào)清零。另外在檢測(cè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)時(shí)需要保護(hù)裝置和仿真裝換裝置同步，否 則保護(hù)裝置會(huì)閉鎖。目前我們采用兩種方式(GPS接口、光B碼接口)解決了同步問題。
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圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中，利用ADPSS仿真裝置建立的電磁仿真模型。保護(hù)裝置 安裝在N-Kl開關(guān)上，采集流經(jīng)N-Kl開關(guān)的三相電流及母線N的三相電壓。圖6為圖5所示測(cè)試環(huán)境下，模擬線路保護(hù)區(qū)內(nèi)I段BUS-32母線上模擬A相金屬 性接地故障，被測(cè)裝置PCS-931型線路保護(hù)裝置的動(dòng)作情況。從故障錄波圖中可以看出，保 護(hù)裝置在故障發(fā)生后25. 55ms動(dòng)作，跳開A相開關(guān)，保護(hù)裝置動(dòng)作正確。圖7為圖5所示測(cè)試環(huán)境下，模擬線路保護(hù)區(qū)內(nèi)I段相間BUS-32母線上模擬AB 相相間故障。被測(cè)裝置PCS-931型線路保護(hù)裝置的動(dòng)作情況。從故障錄波圖中可以看出， 保護(hù)裝置在故障發(fā)生后25. 19ms動(dòng)作，跳開三相開關(guān)，保護(hù)裝置動(dòng)作正確。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括用于處理信息和 能夠給實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置配置設(shè)置的上位計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置和電 力系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置，所述實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置通過網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備連接上位計(jì)算機(jī)，電力系 統(tǒng)數(shù)字仿真裝置和實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置連接，所述網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備和轉(zhuǎn)換裝置分別連接待測(cè)繼 電保護(hù)裝置；所述網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備連接待測(cè)繼電保護(hù)裝置的以太網(wǎng)端口用于獲取跳閘/合閘報(bào)告，所 述跳閘/合閘報(bào)告由計(jì)算機(jī)處理；所述實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置為基于IEC61850的實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置，其包括主控制板、A/D 采集板、開入量板、開出量板和電源板、GPS接口、光B碼接口、FT3板、以太網(wǎng)接口和光纖接 Π ；所述基于IEC61850的實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置的主控制板由實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信功能的32位嵌 入式ARM處理器和具有高效快速的數(shù)據(jù)處理功能的數(shù)字信號(hào)DSP處理器構(gòu)成；所述A/D采 集板的輸出端口連接主控制板的A/D輸入端口，其通過運(yùn)放電路將輸入的峰值最大士 IOV 的模擬量轉(zhuǎn)換成符合主控板A/D輸入端要求的模擬量，并把該模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，所述 A/D采集板設(shè)置為能同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真裝置輸出的12路模擬量信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換， 即可以達(dá)到同時(shí)模擬兩組CT及兩組PT的規(guī)模；所述用于和轉(zhuǎn)換裝置的輸入關(guān)聯(lián)的開入量 板通過數(shù)據(jù)總線連接主控制板；所述用于和轉(zhuǎn)換裝置的輸出關(guān)聯(lián)的開出量板通過數(shù)據(jù)總線 連接主控制板；所述用于轉(zhuǎn)換裝置和繼電保護(hù)裝置及上位機(jī)間的數(shù)據(jù)通信的以太網(wǎng)接口和 光纖接口分別連接主控制板，用于所述轉(zhuǎn)換裝置和繼電保護(hù)裝置及上位機(jī)間的數(shù)據(jù)通信; 所述FT3板通過數(shù)據(jù)總線連接到主控制板，F(xiàn)T3板配設(shè)有用以實(shí)現(xiàn)裝置間的同步的光B碼 接口用于接收光B碼信號(hào)，F(xiàn)T3板上配設(shè)有用于發(fā)送符合IEC60044-7/8協(xié)議的采樣值報(bào)文 的的光纖接口 ；所述GPS接口連接主控制板用于接收PPS秒脈沖信號(hào)；所述主控制板上設(shè) 置的光纖接口用于發(fā)送符合IEC61850-9-1和或IEC61850-9-2協(xié)議的采樣值或用于訂閱/ 發(fā)布GOOSE信息，設(shè)置為3個(gè)以上，光口功能設(shè)置為可靈活定義。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù) 字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備通過軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)行12路模擬通道零漂檢 查并自動(dòng)獲取零漂系數(shù)；所述數(shù)字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備通過軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)進(jìn)行采樣值、GOOSE參數(shù)的配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于實(shí)時(shí) 仿真轉(zhuǎn)換裝置能夠自動(dòng)解析SCL文件并獲得保護(hù)裝置GOOSE發(fā)布/訂閱信息，所述信息包 括GOOSE基本參數(shù)和GOOSE數(shù)據(jù)集及其每個(gè)數(shù)據(jù)的描述信息，所述基本參數(shù)包括目的地址、 GoCBRef、GoID和APPID ；上位機(jī)根據(jù)GOOSE數(shù)據(jù)的描述信息將GOOSE數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換 裝置的開入量或開出量進(jìn)行關(guān)聯(lián)；實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置發(fā)布GOOSE時(shí)，GOOSE的數(shù)據(jù)集結(jié)構(gòu)由 軟件自動(dòng)生成，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)、每個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)默認(rèn)值；所述的自 動(dòng)配置GOOSE參數(shù)還包括和保護(hù)裝置通訊讀取保護(hù)裝置的GOOSE模型，獲得其GOOSE發(fā) 布/訂閱信息；所述的自動(dòng)進(jìn)行采樣值參數(shù)的配置包括解析SCL文件獲得保護(hù)裝置的采樣 值配置信息，包括MAC地址、采樣率、ASDU數(shù)目、APPID、LDName (IEC61850-9-1協(xié)議)、SVID (IEC61850-9-1 協(xié)議)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)數(shù)字繼電保護(hù)自動(dòng)、閉環(huán)動(dòng)模試驗(yàn)的系統(tǒng)。本發(fā)明包括用于處理信息和能夠給實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置配置設(shè)置的上位計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置和電力系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置，所述實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置通過網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備連接上位計(jì)算機(jī)，電力系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置和實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置連接，所述網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備和轉(zhuǎn)換裝置分別連接待測(cè)繼電保護(hù)裝置；所述實(shí)時(shí)仿真轉(zhuǎn)換裝置，包括主控制板、A/D采集板、開入、開出量板和電源板、同步接口板、FT3板、以太網(wǎng)接口和光纖接口。本發(fā)明解決了數(shù)字繼電保護(hù)裝置動(dòng)模檢測(cè)問題，并提供了一種方便、高效的測(cè)試方法。
文檔編號(hào)H04L12/26GK102072996SQ20101054393
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者唐寶鋒, 范輝 申請(qǐng)人:河北省電力研究院