[實用新型]一種基于PXI-e的配置智能電網通訊規約的繼電保護控制器

有效

• 申請號: 201320588516.3
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN203445588U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 張新;岳世鋒;姚曉晨;許文;王軍鷹;江宏;李菲;盧俊娥;莊小利;吳秀峰;鮑小偉
• 申請（專利權）人: 北京康拓科技有限公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02J13/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本實用新型屬于電力保護領域，具體來說，是一種基于PXI-e的配置智能電網通訊規約的繼電保護控制器。

背景技術

在繼電保護領域，通過繼電保護裝置，在電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除，或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。為了實現電力系統保護功能，繼電保護裝置必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求，特別是對于作用于繼電器跳閘的繼電保護，應同時滿足四個基本

要求。繼電保護裝置中的核心控制器，在裝置中占有最重要的地位；當前繼電保護器，大多采用嵌入式技術，以單片機等單片系統作為中央處理器，處理器計算能力弱，難以快速處理緊急事件和復雜通訊報文；內部一般不安裝操作系統，難以對復雜多任務進行調度處理，更不具有硬實時響應能力；由于中央處理器性能較低，難以進行多口高速以太網通訊。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型提出一種具有高通訊帶寬、高信息處理能力、硬實時響應能力的繼電保護控制器，配備電力專用的IEC?61850通訊協議棧，和可實現裝置間同步的IEEE?1588通訊協議棧，具有強大的繼電保護能力。

本實用新型基于PXI-e的配置智能電網通訊規約的繼電保護控制器，包括FPGA芯片、中央處理器、存儲器、硬實時操作系統RTOS、PXI-e總線以及總線控制器，設計在同一塊電路板上。

其中，總線控制器通過4組具有250MB帶寬的PCI-e?x1總線進行匯總后，與PXI-e總線相連；且總線控制器通過具有1GB帶寬的PCI-e?x4總線與中央處理器相連。

所述中央處理器與硬實時操作系統RTOS相連，硬實時操作系統RTOS與存儲器相連；存儲器中安裝有IEC?61850電力通訊協議棧、IEEE?1588對時通訊協議棧；中央處理器還與FPGA相連，FPGA通過PCI-e?x1通訊線與總線控制器相連，并通過一組同步信號線與PXI-e總線相連。

本實用新型的優點在于：

1、本實新型繼電保護控制器，通訊帶寬可達到1GB/s，能夠迅速地實現測試數據的收集和控制信號的輸出；同時能夠支持定時和觸發型號，可實現與信號采集和控制板卡的納秒級同步；

2、本實新型繼電保護控制器，具有極高的信息處理速度，和三種裝置級對時功能：GPS秒脈沖對時、IRIG-B對時、IEEE?1588對時，實現電力保護系統的時鐘精準同步；

3、本實新型繼電保護控制器，具有毫秒級硬實時任務調度和響應能力，且可滿足當前最先進的電力智能設備通訊需求和裝置間時鐘同步的要求，是一種先進的具有實時響應能力的電力繼電保護裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型繼電保護控制器結構框圖。

具體實施方式

本實用新型繼電保護控制器，包括FPGA芯片、中央處理器、存儲器、硬實時操作系統RTOS、PXI-e總線以及總線控制器，設計在同一塊電路板上。

其中，總線控制器通過4組具有250MB帶寬的PCI-e?x1總線進行匯總后，與PXI-e總線相連，實現具有1GB帶寬的PXI-e?x4總線。PXI-e總線與外部電力保護設備相連，且總線控制器通過具有1GB帶寬的PCI-e?x4總線與中央處理器相連，通過總線控制器實現中央處理器與PXI-e總線的數據交換。由此外部電力保護設備發送的數據包經PXI-e總線后，通過總線控制器進入到中央處理器中。PXI-e總線能夠迅速地實現測試數據的收集和控制信號的輸出；同時能夠支持定時和觸發型號，如：PXI差分觸發信號(PXI-e_DSTAR)、PXI差分同步信號(PXI-e_SYNC100)、PXI差分100MHz參考時鐘(PXI-e_CLK100)、PXI10MHz參考時鐘(PXI_CLK10)、PXI觸發總線(PXI_TRIG)、PXI星型觸發(PXI_STAR)，能夠通過傳送定時和觸發信號，實現信號采集和控制板卡的納秒級同步。