面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，包括開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、光纖接口模塊、小信號輸出模塊、DSP模塊、FPGA模塊、數(shù)模轉換模塊、FLASH模塊、RAM模塊、通信模塊、HPI接口模塊和PHY模塊，其中，DSP模塊通過HPI接口模塊與FPGA模塊連接，F(xiàn)PGA模塊與FLASH模塊和光纖接口模塊連接，DSP模塊與RAM模塊連接，F(xiàn)PGA模塊還通過PHY模塊與通信模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊連接，DSP模塊通過數(shù)模轉換模塊與小信號輸出模塊連接。本實用新型通過FPGA模塊、DSP模塊、光纖接口模塊等器件的共同作用，產(chǎn)生數(shù)字變電站故障的光信號，來實現(xiàn)對數(shù)字變電站繼電保護裝置的功能測試。
【專利說明】
面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀。
【背景技術】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求量越來越大，對供電部門提供電力供應的質(zhì)量(穩(wěn)定性、不間斷性及伴隨服務)要求也越來越高，長期以來電力系統(tǒng)對發(fā)電，變電和配電系統(tǒng)的自動化改造投入較大。繼電保護裝置是電力系統(tǒng)最重要的二次設備之一，是電力系統(tǒng)安全運行的保障。國內(nèi)外無數(shù)實例證明，涉及停電范圍較廣的大型系統(tǒng)事故，大都與繼電保護裝置的不正確動作有直接或間接的關系。因此，合理的安排繼電保護定值，提高繼電保護運行管理水平，是保障電網(wǎng)安全運行的重要條件。
[0003]由于傳統(tǒng)變電站的信息反饋量小，故障信息難以匯總分析，接線復雜繁瑣，且對于現(xiàn)場測試運行人員有安全風險等問題，以及這些年來信息、通訊和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，人們已經(jīng)開始嘗試利用光通訊來克服傳統(tǒng)變電站的這些缺點，加之國家對數(shù)字化變電站的大力支持，使得變電站包括電力系統(tǒng)的光數(shù)字化必然成為趨勢，對于這種變化，必然產(chǎn)生相應的產(chǎn)品與之匹配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，通過FPGA模塊、DSP模塊、光纖接口模塊等器件的共同作用，產(chǎn)生數(shù)字變電站故障的光信號，來實現(xiàn)對數(shù)字變電站繼電保護裝置的功能測試。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，包括開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、光纖接口模塊、小信號輸出模塊、DSP模塊、FPGA模塊、數(shù)模轉換模塊、FLASH模塊、RAM模塊、通信模塊、HPI接口模塊和PHY模塊，其中，DSP模塊通過HPI接口模塊與FPGA模塊連接，F(xiàn)PGA模塊與FLASH模塊和光纖接口模塊連接，DSP模塊與RAM模塊連接，F(xiàn)PGA模塊還通過PHY模塊與通信模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊連接，DSP模塊通過數(shù)模轉換模塊與小信號輸出模塊連接。
[0006]進一步的，所述開關量輸入模塊依次通過輸入電平轉換模塊和光電隔離模塊與FPGA模塊連接。
[0007]進一步的，所述測試儀還包括用于供電的電源模塊，該電源模塊包括依次連接的220V交流電源輸入模塊、整流濾波模塊和控制輸入模塊。
[0008]進一步的，所述光纖接口模塊包括光纖ST接口和B碼接口。
[0009]進一步的，所述通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡模塊、GPS模塊和調(diào)試接口模塊。
[0010]進一步的，所述小信號輸出模塊還通過二階濾波模塊與數(shù)模轉換模塊連接。
[0011 ] 進一步的，所述DSP模塊為TMS320F2812芯片。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013]I)本實用新型通過FPGA模塊、DSP模塊、光纖接口模塊等器件的共同作用，能產(chǎn)生符合數(shù)字變電站繼電保護裝置規(guī)約要求的各種數(shù)字變電站故障的光信號，有效實現(xiàn)對數(shù)字變電站繼電保護裝置的功能測試。
[0014]2)本實用新型DSP模塊生成的數(shù)字信號可由開關量輸出模塊轉化為模擬信號輸出給數(shù)字變電站繼電保護裝置，繼電保護裝置的模擬響應信號則由開關量輸入模塊接收，再由DSP模塊處理后經(jīng)FPGA模塊轉給通信模塊傳至計算機。
[0015]3)本實用新型中DSP模塊通過數(shù)模轉換模塊與小信號輸出模塊連接，能輸出小功率的模擬信號，從而能對數(shù)字變電站繼電保護裝置的互感器的調(diào)試單元進行測試。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型測試儀的電路框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。
[0018]如圖1所示，該實施例描述了一種面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，包括開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、光纖接口模塊、小信號輸出模塊、DSP模塊、FPGA模塊、數(shù)模轉換模塊、FLASH模塊、RAM模塊、通信模塊、HPI接口模塊和PHY模塊，其中，DSP模塊通過HPI接口模塊與FPGA模塊連接，F(xiàn)PGA模塊與FLASH模塊和光纖接口模塊連接，DSP模塊與RAM模塊連接，F(xiàn)PGA模塊還通過PHY模塊與通信模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊連接，DSP模塊通過數(shù)模轉換模塊與小信號輸出模塊連接。
[0019]進一步的，所述開關量輸入模塊依次通過輸入電平轉換模塊和光電隔離模塊與FPGA模塊連接。
[0020]進一步的，所述測試儀還包括用于供電的電源模塊，該電源模塊包括依次連接的220V交流電源輸入模塊、整流濾波模塊和控制輸入模塊。
[0021 ]進一步的，所述光纖接口模塊包括光纖ST接口和B碼接口。
[0022]進一步的，所述通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡模塊、GPS模塊和調(diào)試接口模塊。
[0023]進一步的，所述小信號輸出模塊還通過二階濾波模塊與數(shù)模轉換模塊連接。
[0024]進一步的，所述測試儀還包括工控機，所述工控機與DSP模塊連接，所述工控機還連接有顯示器、操作按鍵和觸摸板，其中觸摸板也可替換為旋轉鼠標，該旋轉鼠標一般包括鼠標滾珠、鼠標左鍵和鼠標右鍵。
[0025]本實用新型測試儀中，電源模塊接收220v交流電，輸出5v和正負12v的直流電，為其它模塊供電；通信模塊支持TCP/IP，接受外接PC機的指令，也將DSP模塊的結果數(shù)據(jù)交付給外接PC機，與PC機進行雙向通訊;FPGA模塊負責協(xié)議的處理、格式的轉換及信息的打包等;光纖接□模塊在接收到來自FPGA模塊的正確的電平信號后對外輸出光信號，相反，也會將由外面接收到的光信號轉換成電平信號送給FPGA模塊;DSP模塊只與FPGA模塊之間進行雙向通訊，接收來自FPGA模塊的指令，并且向FPGA模塊下發(fā)指令，同時DSP模塊單方面接收來自外部的開關量輸入信號，單方面對外輸出開關量輸出信號和數(shù)字電平信號，其中的數(shù)字電平信號交付給數(shù)模轉換模塊;數(shù)模轉換模塊在接收到來自DSP模塊的數(shù)字量后，負責轉換成模擬量并以小信號的名義對外輸出。
[0026]測試時，將RJ45網(wǎng)絡模塊的接口與外部PC機相連，PC機通過RJ45網(wǎng)絡模塊向FPGA模塊發(fā)送數(shù)字變電站的各種故障的參數(shù)，F(xiàn)PGA模塊將受到的故障參數(shù)轉發(fā)給DSP模塊，DSP模塊生成相應故障的數(shù)字信號，再傳回FPGA模塊由其按IEC61850規(guī)約處理打包后，再由光纖接口模塊轉化為故障光信號，傳送至數(shù)字變電站繼電保護裝置的光信號輸入口。繼電保護裝置隨后將其響應回傳至光纖接口模塊，再依次由光纖接口模塊、FPGA模塊、DSP模塊、FPGA模塊、RJ45網(wǎng)絡模塊進行以上的相反處理，處理后再傳回PC機，由PC機傳回的響應信號進行分析、處理得出測試結果，并存儲。
[0027]本實用新型中DSP模塊可選用TMS320F2812芯片，RAM模塊可選用IS61LV51216-8芯片，開關量輸出模塊可選用ZP-1050器件，開關量輸入模塊可選用ZP-1052器件。
[0028]如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本實用新型的面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀。但是，本領域技術人員應當理解，對于上述本實用新型所提出的面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，還可以在不脫離本【實用新型內(nèi)容】的基礎上做出各種改進，或者對其中部分技術特征進行等同替換，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應當由所附的權利要求書的內(nèi)容確定。
【主權項】
1.面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，其特征在于:包括開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、光纖接口模塊、小信號輸出模塊、DSP模塊、FPGA模塊、數(shù)模轉換模塊、FLASH模塊、RAM模塊、通信模塊、HPI接口模塊和PHY模塊，其中，DSP模塊通過HPI接口模塊與FPGA模塊連接，F(xiàn)PGA模塊與FLASH模塊和光纖接口模塊連接，DSP模塊與RAM模塊連接，F(xiàn)PGA模塊還通過PHY模塊與通信模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊連接，DSP模塊通過數(shù)模轉換模塊與小信號輸出模塊連接。2.根據(jù)權利要求1所述的面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，其特征在于:所述開關量輸入模塊依次通過輸入電平轉換模塊和光電隔離模塊與FPGA模塊連接。3.根據(jù)權利要求1所述的面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，其特征在于:所述測試儀還包括用于供電的電源模塊，該電源模塊包括依次連接的220V交流電源輸入模塊、整流濾波模塊和控制輸入模塊。4.根據(jù)權利要求1所述的面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，其特征在于:所述光纖接口模塊包括光纖ST接口和B碼接口。5.根據(jù)權利要求1所述的面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，其特征在于:所述通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡模塊、GPS模塊和調(diào)試接口模塊。6.根據(jù)權利要求1所述的面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，其特征在于:所述小信號輸出模塊還通過二階濾波模塊與數(shù)模轉換模塊連接。7.根據(jù)權利要求1所述的面向智能變電站調(diào)試的光數(shù)字繼電保護測試儀，其特征在于:所述DSP模塊為TMS320F2812芯片。
【文檔編號】G01R31/00GK205539267SQ201620241936
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】王周蓉
【申請人】成都天進儀器有限公司