一种纵联通道传输装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种纵联通道传输装置，包括依次连接保护CPU、ARM芯片、FPGA编码模块和通道模块。本发明通过ARM芯片和FPGA编码模块组合使用，相较与现有的纵联通道传输装置能够完成更为复杂、更为大的工作量；并且更加灵活；本发明的传输是基于G00SE报文，采用IEC61850规约，产品通用性、可替代性更强，有效的解决了不具备互换性的问题。
【专利说明】一种纵联通道传输装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纵联通道传输装置，属于电力系统自动化【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 输电线路的纵联方向（距离/零序）保护和分相电流差动保护都需要借助通信通 道来构成全线速动保护，目前常用的是电力载波通道和和光纤通道。虽然上述的纵联保护 在常规的两端线路上使用性能优良稳定，但也都有各自的缺点。载波通道直接通过高压输 电线路传送高频电流，因此高压输电线路就成了载波通道干扰的主要来源。高压输电线路 的电晕、短路、开关操作等都会不同程度上对纵联保护造成干扰。目前纵联保护也有采用光 纤通道传输信号，光纤通道具有优异的干扰能力，但是各个保护制造厂家都采用私有协议 传输报文，导致线路两侧的保护装置不具备互换性，两个变电站之间同一条线路两侧只能 使用同一个厂家纵联保护装置。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纵联通道传输装置。
[0004] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是： 一种纵联通道传输装置，包括依次连接保护CPU、ARM芯片、FPGA编码模块和通道模块； 所述保护CPU利用输电线路的电流值、输电线路的电压值以及断路器开关量进行计算，实 时计算出输电线路的三相阻抗，通过三相阻抗判别出故障相，将判别出的故障相别作为开 关量信号发送给ARM芯片；接收并解析配置文件GOOSE, xml，将解析出的配置信息发送给 ARM芯片；接收ARM芯片发送的对侧开关量，按照对侧开关量与本侧开关量之间的关系判别 区内故障或区外故障；所述ARM芯片接收保护CPU发送的开关量信号以及配置信息，将开关 量信号和配置信息发送给FPGA编码模块；接收FPGA编码模块发送的对侧开关量，并将对侧 变电站的开关量发送给保护CPU ;所述FPGA编码模块接收ARM芯片发送的开关量信号以及 配置信息，并根据配置信息对开关量信号进行GOOSE报文编码，将GOOSE报文发送给通道模 块；接收通道模块发送的对侧G00SE报文，对对侧G00SE报文进行解析获得对侧开关量，并 将对侧开关量发送给ARM芯片；所述通道模块接收FPGA编码模块发送的G00SE报文，并将 G00SE报文发送给对侧纵联通道传输装置的通道模块；接收对侧纵联通道传输装置的通道 模块发送的对侧G00SE报文，并将对侧G00SE报文发送给FPGA编码模块。
[0005] 所述FPGA编码模块和通道模块之间传输的G00SE报文采用IEC61850标准协议的 G00SE报文规范。
[0006] 所述通道模块为光电模块。
[0007] 所述配置文件GOOSE, xml规定了所述纵联通道传输装置订阅和发布的格式、信息 与虚端子映射关系、各收发与通道模块各端口中的配置关系。
[0008] 所述保护CPU与ARM芯片之间通过高速总线HDLC连接。
[0009] 所述FPGA编码模块在解析对侧G00SE报文之前，先对对侧G00SE报文进行判断， 如果为预期的报文则进行解析，如果不是则舍弃。
[0010] 本发明所达到的有益效果：1、本发明通过ARM芯片和FPGA编码模块组合使用，相 交与现有的纵联通道传输装置能够完成更为复杂、更为大的工作量；并且更加灵活；2、本 发明的传输是基于GOOSE报文，采用IEC 61850规约，产品通用性、可替代性更强，有效的解 决了不具备互换性的问题；3、本发明为两个以上变电站通信互联奠定了基础，可在此基础 上进一步展开类多端纵联保护等研究。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0013] 如图1所示，一种纵联通道传输装置，包括依次连接保护CPU、ARM芯片、FPGA编码 模块和通道模块；保护CPU与ARM芯片之间通过高速总线HDLC连接。
[0014] 保护CPU利用输电线路的电流值、输电线路的电压值以及断路器开关量进行计 算，实时计算出输电线路的三相阻抗，通过三相阻抗判别出故障相，将判别出的故障相别作 为开关量信号发送给ARM芯片。保护CPU接收并解析配置文件GOOSE, xml (该文件是通过 配置工具生成的)，配置文件GOOSE, xml规定了所述纵联通道传输装置订阅和发布的格式、 信息与虚端子映射关系、各收发与通道模块各端口中的配置关系，将解析出的配置信息发 送给ARM芯片(这里发送的格式是提前设定的)。保护CPU接收ARM芯片发送的对侧开关量， 按照对侧开关量与本侧开关量之间的关系判别区内故障或区外故障。
[0015] ARM芯片接收保护CPU发送的开关量信号以及配置信息，将开关量信号和配置信 息发送给FPGA编码模块。ARM芯片接收FPGA编码模块发送的对侧开关量，并将对侧变电站 的开关量发送给保护CPU。
[0016] FPGA编码模块接收ARM芯片发送的开关量信号以及配置信息，并根据配置信息对 开关量信号进行G00SE报文编码，将G00SE报文发送给通道模块，这里发送的G00SE报文采 用IEC61850标准协议的G00SE报文规范。FPGA编码模块接收通道模块发送的对侧G00SE 报文，对对侧GOOSE报文进行解析获得对侧开关量，并将对侧开关量发送给ARM芯片；在解 析对侧G00SE报文之前，先对对侧G00SE报文进行判断，如果为预期的报文则进行解析，如 果不是则舍弃。
[0017] 通道模块接收FPGA编码模块发送的G00SE报文，并将G00SE报文发送给对侧纵联 通道传输装置的通道模块。通道模块接收对侧纵联通道传输装置的通道模块发送的对侧 G00SE报文，并将对侧G00SE报文发送给FPGA编码模块。这里的通道模块采用的是光电模 块。
[0018] 上述的纵联通道传输装置包括发送和接收两个工作过程，具体如下： 发送：保护CPU接收并解析配置文件GOOSE, xml，将解析出的配置信息通过ARM芯片发 送给FPGA编码模块，同时保护CPU利用输电线路的电流值、输电线路的电压值以及断路器 开关量进行计算，实时计算出输电线路的三相阻抗，通过三相阻抗判别出故障相，将开关量 信号发送给ARM芯片通过ARM芯片发送给FPGA编码模块，FPGA编码模块根据配置信息对 开关量信号进行GOOSE报文编码，将GOOSE报文通过通道模块发送给对侧纵联通道传输装 置的通道模块。
[0019] 接收：FPGA编码模块接收对侧纵联通道传输装置的通道模块发送的对侧GOOSE报 文，并对其进行解析，将解析获得的对侧开关量通过ARM芯片发送给保护CPU，保护CPU按照 对侧开关量与本侧开关量之间的关系判别区内故障或区外故障。
[0020] 上述的纵联通道传输装置通过ARM芯片和FPGA编码模块组合使用，相交与现有的 纵联通道传输装置能够完成更为复杂、更为大的工作量；并且更加灵活；并且本装置的传 输是基于G00SE报文，采用IEC 61850规约，产品通用性、可替代性更强，有效的解决了不具 备互换性的问题。
[0021] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种纵联通道传输装置，其特征在于：包括依次连接保护CPU、ARM芯片、FPGA编码 模块和通道模块； 所述保护CPU利用输电线路的电流值、输电线路的电压值以及断路器开关量进行计 算，实时计算出输电线路的三相阻抗，通过三相阻抗判别出故障相，将判别出的故障相别作 为开关量信号发送给ARM芯片；接收并解析配置文件GOOSE, xml，将解析出的配置信息发送 给ARM芯片；接收ARM芯片发送的对侧开关量，按照对侧开关量与本侧开关量之间的关系判 别区内故障或区外故障； 所述ARM芯片接收保护CPU发送的开关量信号以及配置信息，将开关量信号和配置信 息发送给FPGA编码模块；接收FPGA编码模块发送的对侧开关量，并将对侧变电站的开关量 发送给保护CPU ; 所述FPGA编码模块接收ARM芯片发送的开关量信号以及配置信息，并根据配置信息对 开关量信号进行GOOSE报文编码，将GOOSE报文发送给通道模块；接收通道模块发送的对 侦U GOOSE报文，对对侧GOOSE报文进行解析获得对侧开关量，并将对侧开关量发送给ARM芯 片； 所述通道模块接收FPGA编码模块发送的GOOSE报文，并将GOOSE报文发送给对侧纵 联通道传输装置的通道模块；接收对侧纵联通道传输装置的通道模块发送的对侧GOOSE报 文，并将对侧GOOSE报文发送给FPGA编码模块。
2. 根据权利要求1所述的一种纵联通道传输装置，其特征在于：所述FPGA编码模块和 通道模块之间传输的GOOSE报文采用IEC61850标准协议的GOOSE报文规范。
3. 根据权利要求1或2所述的一种纵联通道传输装置，其特征在于：所述通道模块为 光电模块。
4. 根据权利要求1所述的一种纵联通道传输装置，其特征在于：所述配置文件GOOSE, xml规定了所述纵联通道传输装置订阅和发布的格式、信息与虚端子映射关系、各收发与通 道模块各端口中的配置关系。
5. 根据权利要求1所述的一种纵联通道传输装置，其特征在于：所述保护CPU与ARM芯 片之间通过高速总线HDLC连接。
6. 根据权利要求1所述的一种纵联通道传输装置，其特征在于：所述FPGA编码模块在 解析对侧GOOSE报文之前，先对对侧GOOSE报文进行判断，如果为预期的报文则进行解析， 如果不是则舍弃。
【文档编号】H02H7/26GK104218547SQ201410485722
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】黄浩声, 汪萍, 袁宇波, 刘苒, 胡再超, 陈福锋, 李鹏, 宋亮亮, 王业, 宋爽 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院