基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，包括數(shù)據(jù)采集器、合并單元、報文解析器、數(shù)據(jù)生成模塊和若干隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述數(shù)據(jù)采集器、合并單元、報文解析器和數(shù)據(jù)生成模塊依次順序相連接，所述數(shù)據(jù)生成模塊和隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連接；所述數(shù)據(jù)生成模塊包括第一晶振、第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元、時間參數(shù)配置單元和數(shù)據(jù)調(diào)理單元；所述隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元、數(shù)據(jù)接收單元和第二晶振；本實用新型采用多晶振體系真正意義上實現(xiàn)合并單元輸出時域上的隨機(jī)性和離散性。
【專利說明】基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于的是電力系統(tǒng)智能變電站數(shù)字化繼電保護(hù)檢測領(lǐng)域，涉及的是一 種變電站數(shù)字化繼電保護(hù)跨間隔同步測試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前高電壓等級數(shù)字化繼電保護(hù)普遍采用的點對點采樣技術(shù)，要求繼電保護(hù)裝置 能夠適應(yīng)不同時間特性合并單元的采樣值輸出。
[0003] 目前國內(nèi)外數(shù)字化繼電保護(hù)測試設(shè)備大多是基于上位機(jī)虛擬數(shù)據(jù)輸出，然后由測 試設(shè)備將這些虛擬數(shù)據(jù)按照配置信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字化繼電保護(hù)設(shè)備所需要的采樣值報文發(fā) 出，這種測試模式測試設(shè)備所發(fā)出的采樣值數(shù)據(jù)是按照相同節(jié)拍固定時間間隔發(fā)出，延時 配置輸出也是基于相位的偏移無法真正模擬現(xiàn)場合并單元分散布置后，不同合并單元采樣 值報文輸出時時間隨機(jī)離散的特性。這種測試模式是一種基于理想化數(shù)據(jù)輸出的測試方 法，其測試的結(jié)果只能驗證數(shù)字化繼電保護(hù)的基本功能，無法驗證數(shù)字化繼電保護(hù)對不同 合并單元時間特性的兼容能力、容錯能力。所以現(xiàn)場按照這種方式測試完成后，并不能真正 反應(yīng)數(shù)字化繼電保護(hù)裝置現(xiàn)場的跨間隔采樣同步能力。這給跨間隔保護(hù)的實際運行留下了 極大的隱患。例如，CN102129001公開了本實用新型涉及一種數(shù)字化繼電保護(hù)裝置測試系 統(tǒng)及其方法，僅僅是一種基于相同時域的實現(xiàn)方法主要目的是為了驗證數(shù)字化繼電保護(hù)的 邏輯功能。
[0004] 國外目前都是以網(wǎng)絡(luò)方式來完成采樣，其同步方式是依賴于同步信號的，所以關(guān) 于跨間隔的隨機(jī)離散同步能力測試沒有研究。
[0005] 跨間隔保護(hù)的同步能力是決定其安全性可靠性的最主要環(huán)節(jié)，而跨間隔保護(hù)又是 以點對點的方式來完成采樣的，目前關(guān)于這種同步能力的真正意義上的測試還是一片空 白。 實用新型內(nèi)容
[0006] 傳統(tǒng)的數(shù)字化繼電保護(hù)裝置測試系統(tǒng)是一種基于相同時域的實現(xiàn)方法主要目的 是為了驗證數(shù)字化繼電保護(hù)的邏輯功能，本專利的主要目的就是要讓各個發(fā)送模塊具有獨 立的時域系統(tǒng)利用各自獨立的晶振實現(xiàn)隨機(jī)離散時域控制的數(shù)字化繼電保護(hù)同步測試，測 試跨間隔數(shù)字化繼電保護(hù)裝置在接入多個合并單元隨機(jī)離散時域上的同步能力。
[0007] 本實用新型技術(shù)方案如下：
[0008] 基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，包括數(shù)據(jù)采集器、合并 單元、報文解析器、數(shù)據(jù)生成模塊和若干隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)采集器、合并單元、報文解 析器和數(shù)據(jù)生成模塊依次順序相連接，數(shù)據(jù)生成模塊和隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連接；
[0009] 數(shù)據(jù)生成模塊包括第一晶振、第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元、時間參數(shù)配置單元和數(shù)據(jù)調(diào)理 單元，時間參數(shù)配置單元、數(shù)據(jù)調(diào)理單元、第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元依次順序相連，第一晶振與第 一數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接，數(shù)據(jù)生成模塊用于將測試數(shù)據(jù)依據(jù)時間特性調(diào)理后，基于第一晶 振的晶振節(jié)拍將測試數(shù)據(jù)發(fā)送至隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；
[0010] 隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元、數(shù)據(jù)接收單元和第二晶振，數(shù)據(jù)接收 單元和第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接，第二晶振與第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接；隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模 塊用于基于第二晶振的晶振節(jié)拍隨機(jī)發(fā)送測試數(shù)據(jù)給被測跨間隔保護(hù)設(shè)備。隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送 模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)隨機(jī)離散是按照隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的獨立晶振的隨機(jī)時間進(jìn)行插值而生成 隨機(jī)離散數(shù)據(jù)。
[0011] 報文解析器與數(shù)據(jù)調(diào)理單元相連接，第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元與數(shù)據(jù)接收單元相連接。
[0012] 本實用新型隨機(jī)離散的時域數(shù)據(jù)發(fā)送，采用多晶振體系真正意義上實現(xiàn)合并單元 輸出時域上的隨機(jī)性和離散性。多晶振體系是指數(shù)據(jù)生成模塊和隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊各自包 括有獨立的晶振。
[0013] 時間參數(shù)配置單元包括延時抖動、絕對延時、時間隨機(jī)離散度參數(shù)配置。
[0014] 第一晶振為恒溫晶振，精度等級為0. 001PPM ;第二晶振的精度等級為30PPM。每 個獨立的隨機(jī)發(fā)送模塊均配置獨立的晶振，真正意義上仿真現(xiàn)場合并單元之間時域上的隨 機(jī)離散性。恒溫晶振能夠確保數(shù)據(jù)源的時域穩(wěn)定，每個獨立的隨機(jī)發(fā)送模塊均配置獨立 的晶振，真正意義上仿真現(xiàn)場合并單元之間時域上的隨機(jī)離散性，第二晶振的精度等級為 30PPM，降低使用成本。
[0015] 第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元為多通道數(shù)據(jù)發(fā)送接口。
[0016] 數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)生成模塊之間通過并行總線連接，第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元與數(shù)據(jù)接 收單元之間通過串行總線方式相連接，通信數(shù)據(jù)產(chǎn)生塑料快，方便裝置測試時，隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā) 送模塊的擴(kuò)展。
[0017] 隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的輸出接口連接被測跨間隔保護(hù)設(shè)備。
[0018] 數(shù)據(jù)采集器的輸入接口連接被測跨間隔保護(hù)設(shè)備。
[0019] 本實用新型的技術(shù)方案有益效果包括：
[0020] 1、隨機(jī)離散的時域數(shù)據(jù)發(fā)送，采用多晶振體系真正意義上實現(xiàn)合并單元輸出時域 上的隨機(jī)性和離散性。
[0021] 2、報文解析器能夠解析合并單元實際發(fā)出的數(shù)據(jù)信息，基于真實數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原始 測試數(shù)據(jù)，本實用新型原始測試數(shù)據(jù)的產(chǎn)生為自學(xué)習(xí)產(chǎn)生，原始數(shù)據(jù)真實。
[0022] 3、通用性強(qiáng)，適用于目前所有點對點方式跨間隔保護(hù)的同步能力測試，并可虛擬 不同原理互感器的合并單元數(shù)據(jù)。
[0023] 4、數(shù)據(jù)獨立性，各測試端口發(fā)出的采樣值數(shù)據(jù)除數(shù)據(jù)外部再有任何電氣上的聯(lián) 系。
[0024] 5、可擴(kuò)充性，數(shù)據(jù)生成模塊與隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的系統(tǒng)總體架構(gòu)按照主從模式， 可以根據(jù)實際需要進(jìn)行端口擴(kuò)充。
[0025] 6、支持暫態(tài)仿真測試，當(dāng)系統(tǒng)按照暫態(tài)測試數(shù)據(jù)發(fā)送時即可實現(xiàn)整站的暫態(tài)仿 真同步測試。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0026]
[0027] 圖1是本實用新型基于隨機(jī)離散時域的繼電保護(hù)同步性能測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2為本實用新型數(shù)據(jù)生成模塊和隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0029] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0030] 請參閱圖1，基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，包括數(shù)據(jù)采 集器、合并單元、報文解析器、數(shù)據(jù)生成模塊和若干隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)采集器、合并單 元、報文解析器和數(shù)據(jù)生成模塊依次順序相連接，數(shù)據(jù)生成模塊和隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連 接；
[0031] 如圖2所示，數(shù)據(jù)生成模塊包括第一晶振、第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元、時間參數(shù)配置單元 和數(shù)據(jù)調(diào)理單元，時間參數(shù)配置單元、數(shù)據(jù)調(diào)理單元、第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元依次順序相連，第 一晶振與第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接，數(shù)據(jù)生成模塊用于將測試數(shù)據(jù)依據(jù)時間特性調(diào)理后， 基于第一晶振的晶振節(jié)拍將測試數(shù)據(jù)發(fā)送至隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。
[0032] 隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元、數(shù)據(jù)接收單元和第二晶振，數(shù)據(jù)接收 單元和第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接，第二晶振與第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接；隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模 塊用于基于第二晶振的晶振節(jié)拍隨機(jī)發(fā)送測試數(shù)據(jù)給被測跨間隔保護(hù)設(shè)備。隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送 模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)隨機(jī)離散是按照隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的獨立晶振的隨機(jī)時間進(jìn)行插值而生成 隨機(jī)離散數(shù)據(jù)。
[0033] 報文解析器與數(shù)據(jù)調(diào)理單元相連接，第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元與數(shù)據(jù)接收單元相連接。 數(shù)據(jù)調(diào)理單元用于將測試原始數(shù)據(jù)按照時間參數(shù)配置單元配置的時間特性對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào) 整，使得測試原始數(shù)據(jù)按照時間特性發(fā)送，即對原始測試數(shù)據(jù)依據(jù)時間參數(shù)進(jìn)行插值生成 依據(jù)時間參數(shù)配置的測試數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)依據(jù)延時抖動、絕對延時、時間隨機(jī)離散度發(fā)送數(shù)據(jù)屬 于現(xiàn)有技術(shù)，數(shù)據(jù)調(diào)理單元的內(nèi)容數(shù)據(jù)調(diào)理過程不屬于本申請優(yōu)化的內(nèi)容，也不屬于本實 用新型保護(hù)的內(nèi)容。
[0034] 本實用新型隨機(jī)離散的時域數(shù)據(jù)發(fā)送，采用多晶振體系真正意義上實現(xiàn)合并單元 輸出時域上的隨機(jī)性和離散性。多晶振體系是指數(shù)據(jù)生成模塊和隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊各自包 括有獨立的晶振。
[0035] 時間參數(shù)配置單元包括延時抖動、絕對延時、時間隨機(jī)離散度參數(shù)配置。
[0036] 第一晶振為恒溫晶振，精度等級為0. 001PPM ;第二晶振的精度等級為30PPM。每 個獨立的隨機(jī)發(fā)送模塊均配置獨立的晶振，真正意義上仿真現(xiàn)場合并單元之間時域上的隨 機(jī)離散性。恒溫晶振能夠確保數(shù)據(jù)源的時域穩(wěn)定，每個獨立的隨機(jī)發(fā)送模塊均配置獨立 的晶振，真正意義上仿真現(xiàn)場合并單元之間時域上的隨機(jī)離散性，第二晶振的精度等級為 30PPM，降低使用成本。
[0037] 第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元為多通道數(shù)據(jù)發(fā)送接口。
[0038] 數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)生成模塊之間通過并行總線連接，第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元與數(shù)據(jù)接 收單元之間通過串行總線方式相連接，通信數(shù)據(jù)產(chǎn)生塑料快，方便裝置測試時，隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā) 送模塊的擴(kuò)展。
[0039] 隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的輸出接口連接被測跨間隔保護(hù)設(shè)備。
[0040] 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的接收單元采用Agilent (安捷倫）公司的光接收器件，接口采用 ST，以太網(wǎng)光纖波長采用1310nm，按照IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議發(fā)送。
[0041] 第一晶振為恒溫晶振，，恒溫晶振型號為JK0C36A-50MhZ，精度等級0. 001PPM，以 確保數(shù)據(jù)源的時域穩(wěn)定。
[0042] 隨機(jī)發(fā)送模塊采用普通晶振型號為HX0-36B_50MhZ，隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的晶振的 精度等級為30PPM，每個獨立的隨機(jī)發(fā)送模塊均配置獨立的晶振，真正意義上仿真現(xiàn)場合并 單元之間時域上的隨機(jī)離散性。
[〇〇43] 以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾 也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采 集器、合并單元、報文解析器、數(shù)據(jù)生成模塊和若干隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述數(shù)據(jù)采集器、合 并單元、報文解析器和數(shù)據(jù)生成模塊依次順序相連接，所述數(shù)據(jù)生成模塊和隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送 模塊相連接； 所述數(shù)據(jù)生成模塊包括第一晶振、第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元、時間參數(shù)配置單元和數(shù)據(jù)調(diào)理 單元，所述時間參數(shù)配置單元、數(shù)據(jù)調(diào)理單元、第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元依次順序相連，所述第一 晶振與第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接，所述數(shù)據(jù)生成模塊用于將測試數(shù)據(jù)依據(jù)時間特性調(diào)理 后，基于第一晶振的晶振節(jié)拍將測試數(shù)據(jù)發(fā)送至隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊； 所述隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元、數(shù)據(jù)接收單元和第二晶振，所述數(shù)據(jù) 接收單元和第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接，所述第二晶振與所述第二數(shù)據(jù)發(fā)送單元相連接；所 述隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊用于基于第二晶振的晶振節(jié)拍隨機(jī)發(fā)送測試數(shù)據(jù)給被測跨間隔保護(hù) 設(shè)備； 所述報文解析器與所述數(shù)據(jù)調(diào)理單元相連接，所述第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元與數(shù)據(jù)接收單元 相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其 特征在于，時間參數(shù)配置單元包括延時抖動、絕對延時、時間隨機(jī)離散度參數(shù)配置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其 特征在于，所述第一晶振為恒溫晶振，精度等級為0. 001PPM。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其 特征在于，所述第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元為多通道數(shù)據(jù)發(fā)送接口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其 特征在于，所述第二晶振的精度等級為30PPM。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其 特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)生成模塊之間通過并行總線連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其 特征在于，所述第一數(shù)據(jù)發(fā)送單元與數(shù)據(jù)接收單元之間通過串行總線方式相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其 特征在于，所述隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的輸出接口連接被測跨間隔保護(hù)設(shè)備。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機(jī)離散時域的數(shù)字化繼電保護(hù)同步性能測試裝置，其 特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器的輸入接口連接被測跨間隔保護(hù)設(shè)備。
【文檔編號】G01R31/00GK203870180SQ201420294893
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】徐長寶, 高吉普, 桂軍國, 王宇, 湯漢松, 羅強(qiáng) 申請人:貴州電力試驗研究院