[發明專利]適用于常規站和數字化站的繼電保護測試裝置

在審

• 申請號: 201711091802.8
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107703397A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 湯曉暉;毛焱;司徒偉業;蘇譯
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司中山供電局
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及變電站技術領域，更具體地，涉及一種適用于常規站和數字化站的繼電保護測試裝置。

背景技術

目前常規變電站內數字化技術的運用還存在著各種各樣的局限性。一次電氣設備和二次裝置之間的信息交互還是依靠強電控制、模擬信號傳送和硬節點輸入,開關場一次電氣設備和二次裝置之間需要敷設大量的二次電纜,無論是電力設計、電建施工還是運行維護,都存在很大的工作量；隨著電壓等級提高，保護測控裝置等增多，電力電纜數量也急劇增加，其走線的復雜性、電力電纜耗材的損耗等都是制約常規變電站進一步發展的重要因素。隨著IEEE提出并推廣IEC61850標準協議，數字化變電站應運而出，克服了上述缺點，得到了推廣和應用。

數字化變電站系統結構如圖1所示。

其PT、CT、合并單元等一次設備數字化，大大促進了微機繼電保護裝置和測控裝置的數字化進程。基于IEC61850標準設計的新型二次設備與一次設備的連接已經由常規的電力電纜連接轉變為光纖通信，標準要求過程層的電子式互感器能將一次側的電壓、電流等模擬量直接轉化為數字信息，通過通信網絡傳送至間隔層。間隔層設備主要實現控制和保護功能，并實現相關的控制閉鎖和間隔級信息的人機交互功能，間隔層設備可通過間隔層通信實現設備間相互對話機制。變電站層完成對站內間隔層設備、一次設備的控制及與遠方控制中心、工程師站及人機界面通信的功能。

從上可以看出，常規變電站繼電保護裝置所需的輸入信號是模擬量，而數字化變電站中數字化繼電保護裝置所需的輸入信號為數字量，應用于間隔層和過程層，實現這兩層間設備的檢測，因此常規的繼電保護測試裝置不再適用。此外數字化站和常規站設備共存問題較為顯著，一套適用于常規站和數字化站的繼電保護測試裝置亟待提出。

發明內容

本發明為解決現有技術的以上缺陷，提供了一種適用于常規站和數字化站的繼電保護測試裝置。

為實現以上發明目的，采用的技術方案是：

適用于常規站和數字化站的繼電保護測試裝置，包括信號發生模塊、光信號開出模塊、光信號轉換模塊和模擬量開出模塊，其中信號發生模塊與光信號轉換模塊、模擬量開出模塊連接，光信號轉換模塊與光信號開出模塊連接。

使用本發明提供的裝置進行常規變電站繼電保護裝置定檢時，信號發生模塊產生的模擬量直接傳送至模擬量開出模塊進行輸出，輸出所需要的電流電壓模擬量給繼電保護裝置；當進行數字化繼電保護裝置定檢時，光信號轉換模塊對信號發生模塊產生的模擬量進行數字轉換及光電轉換，輸出相應的光信號給光信號開出模塊，光信號開出模塊再將光信號輸出給數字化繼電保護裝置。

優選地，所述信號發生模塊包括接口模塊、控制模塊、CPLD邏輯模塊、數模轉換器、低通濾波模塊、多路開關，其中接口模塊依次通過控制模塊、CPLD邏輯模塊、數模轉換器、低通濾波模塊、多路開關與光信號轉換模塊、模擬量開出模塊連接。信號發生模塊的接口模塊用于接收輸入的信號量，然后將接收的信號量傳輸至控制模塊，控制模塊再將接收的信號量傳輸至CPLD邏輯模塊進行串行和并行的轉換，完成轉換后信號量經過數模轉換器、低通濾波模塊進行數模轉換和低通濾波后，通過多路開關進行功率放大，將小信號模擬量放大到常規變電站繼電保護裝置所需要的各種交直流電壓電流信號，并輸入至光信號轉換模塊、模擬量開出模塊。

優選地，所述控制模塊包括TMS320F2812芯片。

優選地，所述TMS320F2812芯片連接有一時鐘發生器。

優選地，所述接口模塊為CAN串口、RS485串口或RS232串口。

優選地，所述光信號轉換模塊包括A/D轉換模塊、主控制器和數據處理模塊，其中A/D轉換模塊與信號發生模塊連接，A/D轉換模塊與數據處理模塊連接，數據處理模塊與主控制器連接，數據處理模塊與光信號開出模塊連接。其中A/D轉換模塊用于對輸入的模擬量進行模數轉換，再將得到的數字量傳輸至數據處理模塊，數據處理模塊進行光電轉換后得到光信號，再將得到的光信號傳輸至光信號開出模塊進行輸出。主控制器用于對以上操作過程進行控制。

優選地，所述主控制器選用32位微控制器AT91RM9200，數據處理模塊選用FPGA芯片。

優選地，所述光信號轉換模塊還包括有存儲模塊，存儲模塊與主控制器和數據處理模塊連接。

優選地，所述存儲模塊由SDRAM、FLASH和EEPROM組成。

優選地，所述光信號轉換模塊還包括有同步發生器、光電轉換器，同步發生器通過光電轉換器與主控制器連接。