基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，包括数据采集器、合并单元、报文解析器、数据生成模块和若干随机数据发送模块，所述数据采集器、合并单元、报文解析器和数据生成模块依次顺序相连接，所述数据生成模块和随机数据发送模块相连接；所述数据生成模块包括第一晶振、第一数据发送单元、时间参数配置单元和数据调理单元；所述随机数据发送模块包括第二数据发送单元、数据接收单元和第二晶振；本实用新型采用多晶振体系真正意义上实现合并单元输出时域上的随机性和离散性。
【专利说明】基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于的是电力系统智能变电站数字化继电保护检测领域，涉及的是一 种变电站数字化继电保护跨间隔同步测试装置。
【背景技术】
[0002] 目前高电压等级数字化继电保护普遍采用的点对点采样技术，要求继电保护装置 能够适应不同时间特性合并单元的采样值输出。
[0003] 目前国内外数字化继电保护测试设备大多是基于上位机虚拟数据输出，然后由测 试设备将这些虚拟数据按照配置信息转化成数字化继电保护设备所需要的采样值报文发 出，这种测试模式测试设备所发出的采样值数据是按照相同节拍固定时间间隔发出，延时 配置输出也是基于相位的偏移无法真正模拟现场合并单元分散布置后，不同合并单元采样 值报文输出时时间随机离散的特性。这种测试模式是一种基于理想化数据输出的测试方 法，其测试的结果只能验证数字化继电保护的基本功能，无法验证数字化继电保护对不同 合并单元时间特性的兼容能力、容错能力。所以现场按照这种方式测试完成后，并不能真正 反应数字化继电保护装置现场的跨间隔采样同步能力。这给跨间隔保护的实际运行留下了 极大的隐患。例如，CN102129001公开了本实用新型涉及一种数字化继电保护装置测试系 统及其方法，仅仅是一种基于相同时域的实现方法主要目的是为了验证数字化继电保护的 逻辑功能。
[0004] 国外目前都是以网络方式来完成采样，其同步方式是依赖于同步信号的，所以关 于跨间隔的随机离散同步能力测试没有研究。
[0005] 跨间隔保护的同步能力是决定其安全性可靠性的最主要环节，而跨间隔保护又是 以点对点的方式来完成采样的，目前关于这种同步能力的真正意义上的测试还是一片空 白。 实用新型内容
[0006] 传统的数字化继电保护装置测试系统是一种基于相同时域的实现方法主要目的 是为了验证数字化继电保护的逻辑功能，本专利的主要目的就是要让各个发送模块具有独 立的时域系统利用各自独立的晶振实现随机离散时域控制的数字化继电保护同步测试，测 试跨间隔数字化继电保护装置在接入多个合并单元随机离散时域上的同步能力。
[0007] 本实用新型技术方案如下：
[0008] 基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，包括数据采集器、合并 单元、报文解析器、数据生成模块和若干随机数据发送模块，数据采集器、合并单元、报文解 析器和数据生成模块依次顺序相连接，数据生成模块和随机数据发送模块相连接；
[0009] 数据生成模块包括第一晶振、第一数据发送单元、时间参数配置单元和数据调理 单元，时间参数配置单元、数据调理单元、第一数据发送单元依次顺序相连，第一晶振与第 一数据发送单元相连接，数据生成模块用于将测试数据依据时间特性调理后，基于第一晶 振的晶振节拍将测试数据发送至随机数据发送模块；
[0010] 随机数据发送模块包括第二数据发送单元、数据接收单元和第二晶振，数据接收 单元和第二数据发送单元相连接，第二晶振与第二数据发送单元相连接；随机数据发送模 块用于基于第二晶振的晶振节拍随机发送测试数据给被测跨间隔保护设备。随机数据发送 模块实现数据随机离散是按照随机数据发送模块的独立晶振的随机时间进行插值而生成 随机离散数据。
[0011] 报文解析器与数据调理单元相连接，第一数据发送单元与数据接收单元相连接。
[0012] 本实用新型随机离散的时域数据发送，采用多晶振体系真正意义上实现合并单元 输出时域上的随机性和离散性。多晶振体系是指数据生成模块和随机数据发送模块各自包 括有独立的晶振。
[0013] 时间参数配置单元包括延时抖动、绝对延时、时间随机离散度参数配置。
[0014] 第一晶振为恒温晶振，精度等级为0. 001PPM ;第二晶振的精度等级为30PPM。每 个独立的随机发送模块均配置独立的晶振，真正意义上仿真现场合并单元之间时域上的随 机离散性。恒温晶振能够确保数据源的时域稳定，每个独立的随机发送模块均配置独立 的晶振，真正意义上仿真现场合并单元之间时域上的随机离散性，第二晶振的精度等级为 30PPM，降低使用成本。
[0015] 第一数据发送单元为多通道数据发送接口。
[0016] 数据采集器与数据生成模块之间通过并行总线连接，第一数据发送单元与数据接 收单元之间通过串行总线方式相连接，通信数据产生塑料快，方便装置测试时，随机数据发 送模块的扩展。
[0017] 随机数据发送模块的输出接口连接被测跨间隔保护设备。
[0018] 数据采集器的输入接口连接被测跨间隔保护设备。
[0019] 本实用新型的技术方案有益效果包括：
[0020] 1、随机离散的时域数据发送，采用多晶振体系真正意义上实现合并单元输出时域 上的随机性和离散性。
[0021] 2、报文解析器能够解析合并单元实际发出的数据信息，基于真实数据产生的原始 测试数据，本实用新型原始测试数据的产生为自学习产生，原始数据真实。
[0022] 3、通用性强，适用于目前所有点对点方式跨间隔保护的同步能力测试，并可虚拟 不同原理互感器的合并单元数据。
[0023] 4、数据独立性，各测试端口发出的采样值数据除数据外部再有任何电气上的联 系。
[0024] 5、可扩充性，数据生成模块与随机数据发送模块的系统总体架构按照主从模式， 可以根据实际需要进行端口扩充。
[0025] 6、支持暂态仿真测试，当系统按照暂态测试数据发送时即可实现整站的暂态仿 真同步测试。
【专利附图】
【附图说明】 [0026]
[0027] 图1是本实用新型基于随机离散时域的继电保护同步性能测试装置结构示意图；
[0028] 图2为本实用新型数据生成模块和随机数据发送模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0030] 请参阅图1，基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，包括数据采 集器、合并单元、报文解析器、数据生成模块和若干随机数据发送模块，数据采集器、合并单 元、报文解析器和数据生成模块依次顺序相连接，数据生成模块和随机数据发送模块相连 接；
[0031] 如图2所示，数据生成模块包括第一晶振、第一数据发送单元、时间参数配置单元 和数据调理单元，时间参数配置单元、数据调理单元、第一数据发送单元依次顺序相连，第 一晶振与第一数据发送单元相连接，数据生成模块用于将测试数据依据时间特性调理后， 基于第一晶振的晶振节拍将测试数据发送至随机数据发送模块。
[0032] 随机数据发送模块包括第二数据发送单元、数据接收单元和第二晶振，数据接收 单元和第二数据发送单元相连接，第二晶振与第二数据发送单元相连接；随机数据发送模 块用于基于第二晶振的晶振节拍随机发送测试数据给被测跨间隔保护设备。随机数据发送 模块实现数据随机离散是按照随机数据发送模块的独立晶振的随机时间进行插值而生成 随机离散数据。
[0033] 报文解析器与数据调理单元相连接，第一数据发送单元与数据接收单元相连接。 数据调理单元用于将测试原始数据按照时间参数配置单元配置的时间特性对数据进行调 整，使得测试原始数据按照时间特性发送，即对原始测试数据依据时间参数进行插值生成 依据时间参数配置的测试数据，数据依据延时抖动、绝对延时、时间随机离散度发送数据属 于现有技术，数据调理单元的内容数据调理过程不属于本申请优化的内容，也不属于本实 用新型保护的内容。
[0034] 本实用新型随机离散的时域数据发送，采用多晶振体系真正意义上实现合并单元 输出时域上的随机性和离散性。多晶振体系是指数据生成模块和随机数据发送模块各自包 括有独立的晶振。
[0035] 时间参数配置单元包括延时抖动、绝对延时、时间随机离散度参数配置。
[0036] 第一晶振为恒温晶振，精度等级为0. 001PPM ;第二晶振的精度等级为30PPM。每 个独立的随机发送模块均配置独立的晶振，真正意义上仿真现场合并单元之间时域上的随 机离散性。恒温晶振能够确保数据源的时域稳定，每个独立的随机发送模块均配置独立 的晶振，真正意义上仿真现场合并单元之间时域上的随机离散性，第二晶振的精度等级为 30PPM，降低使用成本。
[0037] 第一数据发送单元为多通道数据发送接口。
[0038] 数据采集器与数据生成模块之间通过并行总线连接，第一数据发送单元与数据接 收单元之间通过串行总线方式相连接，通信数据产生塑料快，方便装置测试时，随机数据发 送模块的扩展。
[0039] 随机数据发送模块的输出接口连接被测跨间隔保护设备。
[0040] 数据发送模块的接收单元采用Agilent (安捷伦）公司的光接收器件，接口采用 ST，以太网光纤波长采用1310nm，按照IEC61850-9标准协议发送。
[0041] 第一晶振为恒温晶振，，恒温晶振型号为JK0C36A-50MhZ，精度等级0. 001PPM，以 确保数据源的时域稳定。
[0042] 随机发送模块采用普通晶振型号为HX0-36B_50MhZ，随机数据发送模块的晶振的 精度等级为30PPM，每个独立的随机发送模块均配置独立的晶振，真正意义上仿真现场合并 单元之间时域上的随机离散性。
[〇〇43] 以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本【技术领域】的普通技术人 员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其特征在于，包括数据采 集器、合并单元、报文解析器、数据生成模块和若干随机数据发送模块，所述数据采集器、合 并单元、报文解析器和数据生成模块依次顺序相连接，所述数据生成模块和随机数据发送 模块相连接； 所述数据生成模块包括第一晶振、第一数据发送单元、时间参数配置单元和数据调理 单元，所述时间参数配置单元、数据调理单元、第一数据发送单元依次顺序相连，所述第一 晶振与第一数据发送单元相连接，所述数据生成模块用于将测试数据依据时间特性调理 后，基于第一晶振的晶振节拍将测试数据发送至随机数据发送模块； 所述随机数据发送模块包括第二数据发送单元、数据接收单元和第二晶振，所述数据 接收单元和第二数据发送单元相连接，所述第二晶振与所述第二数据发送单元相连接；所 述随机数据发送模块用于基于第二晶振的晶振节拍随机发送测试数据给被测跨间隔保护 设备； 所述报文解析器与所述数据调理单元相连接，所述第一数据发送单元与数据接收单元 相连接。
2. 根据权利要求1所述的基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其 特征在于，时间参数配置单元包括延时抖动、绝对延时、时间随机离散度参数配置。
3. 根据权利要求1所述的基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其 特征在于，所述第一晶振为恒温晶振，精度等级为0. 001PPM。
4. 根据权利要求1所述的基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其 特征在于，所述第一数据发送单元为多通道数据发送接口。
5. 根据权利要求1所述的基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其 特征在于，所述第二晶振的精度等级为30PPM。
6. 根据权利要求1所述的基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其 特征在于，所述数据采集器与数据生成模块之间通过并行总线连接。
7. 根据权利要求1所述的基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其 特征在于，所述第一数据发送单元与数据接收单元之间通过串行总线方式相连接。
8. 根据权利要求1所述的基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其 特征在于，所述随机数据发送模块的输出接口连接被测跨间隔保护设备。
9. 根据权利要求1所述的基于随机离散时域的数字化继电保护同步性能测试装置，其 特征在于，所述数据采集器的输入接口连接被测跨间隔保护设备。
【文档编号】G01R31/00GK203870180SQ201420294893
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】徐长宝, 高吉普, 桂军国, 王宇, 汤汉松, 罗强 申请人:贵州电力试验研究院