适用于常规站和数字化站的继电保护测试装置的制作方法

本发明涉及变电站技术领域，更具体地，涉及一种适用于常规站和数字化站的继电保护测试装置。

背景技术：

目前常规变电站内数字化技术的运用还存在着各种各样的局限性。一次电气设备和二次装置之间的信息交互还是依靠强电控制、模拟信号传送和硬节点输入,开关场一次电气设备和二次装置之间需要敷设大量的二次电缆,无论是电力设计、电建施工还是运行维护,都存在很大的工作量；随着电压等级提高，保护测控装置等增多，电力电缆数量也急剧增加，其走线的复杂性、电力电缆耗材的损耗等都是制约常规变电站进一步发展的重要因素。随着ieee提出并推广iec61850标准协议，数字化变电站应运而出，克服了上述缺点，得到了推广和应用。

数字化变电站系统结构如图1所示。

其pt、ct、合并单元等一次设备数字化，大大促进了微机继电保护装置和测控装置的数字化进程。基于iec61850标准设计的新型二次设备与一次设备的连接已经由常规的电力电缆连接转变为光纤通信，标准要求过程层的电子式互感器能将一次侧的电压、电流等模拟量直接转化为数字信息，通过通信网络传送至间隔层。间隔层设备主要实现控制和保护功能，并实现相关的控制闭锁和间隔级信息的人机交互功能，间隔层设备可通过间隔层通信实现设备间相互对话机制。变电站层完成对站内间隔层设备、一次设备的控制及与远方控制中心、工程师站及人机界面通信的功能。

从上可以看出，常规变电站继电保护装置所需的输入信号是模拟量，而数字化变电站中数字化继电保护装置所需的输入信号为数字量，应用于间隔层和过程层，实现这两层间设备的检测，因此常规的继电保护测试装置不再适用。此外数字化站和常规站设备共存问题较为显著，一套适用于常规站和数字化站的继电保护测试装置亟待提出。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术的以上缺陷，提供了一种适用于常规站和数字化站的继电保护测试装置。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

适用于常规站和数字化站的继电保护测试装置，包括信号发生模块、光信号开出模块、光信号转换模块和模拟量开出模块，其中信号发生模块与光信号转换模块、模拟量开出模块连接，光信号转换模块与光信号开出模块连接。

使用本发明提供的装置进行常规变电站继电保护装置定检时，信号发生模块产生的模拟量直接传送至模拟量开出模块进行输出，输出所需要的电流电压模拟量给继电保护装置；当进行数字化继电保护装置定检时，光信号转换模块对信号发生模块产生的模拟量进行数字转换及光电转换，输出相应的光信号给光信号开出模块，光信号开出模块再将光信号输出给数字化继电保护装置。

优选地，所述信号发生模块包括接口模块、控制模块、cpld逻辑模块、数模转换器、低通滤波模块、多路开关，其中接口模块依次通过控制模块、cpld逻辑模块、数模转换器、低通滤波模块、多路开关与光信号转换模块、模拟量开出模块连接。信号发生模块的接口模块用于接收输入的信号量，然后将接收的信号量传输至控制模块，控制模块再将接收的信号量传输至cpld逻辑模块进行串行和并行的转换，完成转换后信号量经过数模转换器、低通滤波模块进行数模转换和低通滤波后，通过多路开关进行功率放大，将小信号模拟量放大到常规变电站继电保护装置所需要的各种交直流电压电流信号，并输入至光信号转换模块、模拟量开出模块。

优选地，所述控制模块包括tms320f2812芯片。

优选地，所述tms320f2812芯片连接有一时钟发生器。

优选地，所述接口模块为can串口、rs485串口或rs232串口。

优选地，所述光信号转换模块包括a/d转换模块、主控制器和数据处理模块，其中a/d转换模块与信号发生模块连接，a/d转换模块与数据处理模块连接，数据处理模块与主控制器连接，数据处理模块与光信号开出模块连接。其中a/d转换模块用于对输入的模拟量进行模数转换，再将得到的数字量传输至数据处理模块，数据处理模块进行光电转换后得到光信号，再将得到的光信号传输至光信号开出模块进行输出。主控制器用于对以上操作过程进行控制。

优选地，所述主控制器选用32位微控制器at91rm9200，数据处理模块选用fpga芯片。

优选地，所述光信号转换模块还包括有存储模块，存储模块与主控制器和数据处理模块连接。

优选地，所述存储模块由sdram、flash和eeprom组成。

优选地，所述光信号转换模块还包括有同步发生器、光电转换器，同步发生器通过光电转换器与主控制器连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的装置能够产生模拟量及光信号供常规站和数字化站使用，克服了现有技术的缺陷。

附图说明

图1为数字化站的结构示意图。

图2为装置的结构示意图。

图3为信号发生模块的结构示意图。

图4为光信号转换模块的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

如图2所示，适用于常规站和数字化站的继电保护测试装置，包括信号发生模块、光信号开出模块、光信号转换模块和模拟量开出模块，其中信号发生模块与光信号转换模块、模拟量开出模块连接，光信号转换模块与光信号开出模块连接。

使用本发明提供的装置进行常规变电站继电保护装置定检时，信号发生模块产生的模拟量直接传送至模拟量开出模块进行输出，输出所需要的电流电压模拟量给继电保护装置；当进行数字化继电保护装置定检时，光信号转换模块对信号发生模块产生的模拟量进行数字转换及光电转换，输出相应的光信号给光信号开出模块，光信号开出模块再将光信号输出给数字化继电保护装置。

在具体的实施过程中，如图3所示，所述信号发生模块包括接口模块、控制模块、cpld逻辑模块、数模转换器、低通滤波模块、多路开关，其中接口模块依次通过控制模块、cpld逻辑模块、数模转换器、低通滤波模块、多路开关与光信号转换模块、模拟量开出模块连接。信号发生模块的接口模块用于接收输入的信号量，然后将接收的信号量传输至控制模块，控制模块再将接收的信号量传输至cpld逻辑模块进行串行和并行的转换，完成转换后信号量经过数模转换器、低通滤波模块进行数模转换和低通滤波后，通过多路开关进行功率放大，将小信号模拟量放大到常规变电站继电保护装置所需要的各种交直流电压电流信号，并输入至光信号转换模块、模拟量开出模块。

在具体的实施过程中，所述控制模块包括tms320f2812芯片。

在具体的实施过程中，考虑到tms320f2812芯片的工作频率很高，为了降低时钟的高频噪声干扰，提高系统整体性能，通常又希望使用频率相对较低的外部参考时钟源，因此提供一个特定的时钟发生器，该时钟发生器与tms320f2812芯片连接。发生器为一个外部可改变频率的时钟发生器，用户可根据需要编辑参数来控制该时钟发生器的时钟，同时可通过tms320f2812芯片内的锁相环的倍频来获得稳定的所需的频率。

在具体的实施过程中，所述接口模块为can串口、rs485串口或rs232串口。

在具体的实施过程中，如图4所示，所述光信号转换模块包括a/d转换模块、主控制器和数据处理模块，其中a/d转换模块与信号发生模块连接，a/d转换模块与数据处理模块连接，数据处理模块与主控制器连接，数据处理模块与光信号开出模块连接。其中a/d转换模块用于对输入的模拟量进行模数转换，再将得到的数字量传输至数据处理模块，数据处理模块进行光电转换后得到光信号，再将得到的光信号传输至光信号开出模块进行输出。主控制器用于对以上操作过程进行控制。

在具体的实施过程中，所述主控制器选用32位微控制器at91rm9200，数据处理模块选用fpga芯片。

在具体的实施过程中，所述光信号转换模块还包括有存储模块，存储模块与主控制器和数据处理模块连接。

在具体的实施过程中，所述存储模块由sdram、flash和eeprom组成。本实施例中，采用2片64mbits的sdram构成32bits的高速数据总线，用于放装置运行时的程序代码和各种数据。为了提高程序的运行速度和at91rm9200流水线的命中率，系统初始化完毕后，所有程序代码都被拷贝到sdram中运行；2片32mbits的flash，1片用于固化应用程序和嵌入式操作系统代码，1片用于存放事件信息和录波数据；1片256kbits的eeprom用于存放配置参数。

在具体的实施过程中，所述光信号转换模块还包括有同步发生器、光电转换器，同步发生器通过光电转换器与主控制器连接。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。