數(shù)字化繼電保護測試儀的工作原理

1概述

   隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展，新技術的應用，數(shù)字化變電站成為未來變電站的發(fā)展趨勢,為智能電網(wǎng)的重要組成部分之一。 數(shù)字化繼電保護測試儀是結合電力現(xiàn)場情況及電力用戶經(jīng)驗自主研發(fā)的便攜式新產(chǎn)品，產(chǎn)品采用高性能 PowerPC 處理器、大規(guī)模FPGA、以太網(wǎng)通信等技術，可支持 IEC60044-8(FT3)、IEC61850-9-1、 IEC61850-9-2 及GOOSE 光數(shù)字信號接入，為 IEC61850 繼電保護裝置、IED 等提供完整的測試方案。

2總體特點

1.適應不同電力用戶需求，為各種 IEC61850 繼電保護裝置及 IED 提供全面的測試解決方案；

2.采用新一代高性能 PowerPC + FPGA + Ethernet 硬件架構，運算能力強、通信速度快、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；

3.提供4對 100Mbps 光纖以太網(wǎng)收發(fā)口、6 個光串口輸出，支持 IEC60044-8（FT3）、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 及 GOOSE 光數(shù)字報文輸出測試，GOOSE 信號可獨立收發(fā)，也可與 IEC61850-9-2 共一個光以太網(wǎng)口收發(fā)；

4.具有光信號接收口，可接收并解析符合 IEC60044-8（FT3）、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、GOOSE 規(guī)約的報文，實現(xiàn)裝置輸出的自環(huán)測試；同時可接收合并單元（MU）或其它 IED 設備發(fā)出的光數(shù)字信號，實時顯示其波形；

5.兼容傳統(tǒng)模擬開關量處理，提供 8 路模擬開關量輸入和 4 路模擬開關量輸出；

6.可實現(xiàn)各種規(guī)約下的變壓器差動保護的三側差動測試、母差保護的四回出線差動測試，可進行 GOOSE 傳輸延時測試；

7.可進行丟幀、錯序、失步、網(wǎng)絡阻塞、假數(shù)據(jù)、置品質位無效、置同步位失步等多種網(wǎng)絡故障模擬測試，評判保護裝置在各種異常情況下動作性能，校驗保護動作行為是否與其設計原理一致，避免在實際運行中發(fā)生上述情況時，保護裝置發(fā)生誤動或拒動；

8.針對 IEC61850-9-2 采樣值輸出的靈活性，設計了可供用戶選擇的多樣化的采樣值輸出模板，采樣值和 GOOSE 收發(fā)支持 CID、SCD 文件的導入導出并支持網(wǎng)絡配置方式，大大地簡化了測試的手動配置工作，提高了測試效率；

9.支持 802.1D 協(xié)議規(guī)定的通用屬性多點注冊協(xié)議 GMRP；使用 GMRP 可以動態(tài)注冊交換成員在局域網(wǎng)內(nèi)的 VLAN，使得各裝置在不調整接線的情況下，可動態(tài)的調整裝置接收到的數(shù)據(jù)；

10.提供 1 個 IRIG-B/PPS 光串口輸入，可接入 IRIG-B 或 PPS 對時信號，與 GPS 同步時鐘同步，誤差小于 1us。并引入符合 IEEE1588 標準的網(wǎng)絡對時方式，使得裝置的對時方式更加多樣化，更符合未來數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡化的需求；

11.具有豐富的測試模塊，如光數(shù)字報文測試、電壓電流測試、整組試驗、諧波試驗、狀態(tài)序列、時間特性測試、線路距離保護測試、阻抗邊界搜索測試、差動試驗、并列同期、故障仿真與再現(xiàn)、系統(tǒng)振蕩測試等；

12.可組合多種測試功能模塊進行批量測試，邊界搜索可實時再現(xiàn)掃描全過程，使測試過程透明化；可實現(xiàn)次諧波和間諧波疊加輸出，次諧波和間諧波分辨率為 0.25 次；

13.支持故障仿真和 COMTRADE 格式數(shù)據(jù)回放：支持 PL4 仿真格式數(shù)據(jù)按 IEC60044-8（FT3）、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 規(guī)約輸出；支持滿足 COMTRADE 1991 或COMTRADE 1999 格式的數(shù)據(jù)回放，數(shù)據(jù)輸出采樣率自適應，高可達 12.8kHz。

3系統(tǒng)功能

1.系統(tǒng)配置

可配置成 IEC60044-8(FT3)、IEC61850-9-1 或 IEC61850-9-2 報文輸出，GOOSE 接收和發(fā)送支持 cid 文件導入和導出。支持一次值輸出測試，同時可兼容傳統(tǒng)的二次值輸出測試方式。

2.自環(huán)測試功能具有光信號接收口，可接收并解析符合 IEC60044-8（FT3）、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、GOOSE 規(guī)約的報文，實現(xiàn)裝置輸出的自環(huán)測試；同時可接收合并單元（MU）或其它 IED 設備發(fā)出的光數(shù)字信號，實時顯示其波形。

3.數(shù)字報文測試

提供4對 100Mbps 光纖以太網(wǎng)收發(fā)口、6 個光串口輸出，可同時發(fā)送多組 IEC61850 采樣值報文，發(fā)送和接收多組 GOOSE 報文并實時顯示狀態(tài)變化。可進行丟幀、錯序、失步、網(wǎng)絡阻塞、假數(shù)據(jù)、置品質位無效、置同步位失步等多種網(wǎng)絡故障模擬測試。

4.其他功能

具有電壓電流、整組試驗、諧波試驗、狀態(tài)序列、時間特性、線路保護、阻抗特性、差動試驗、并列同期、故障再現(xiàn)、震蕩試驗等模塊，可以進行數(shù)字化繼電保護的常規(guī)功能測試。

4技術指標

1.供電電壓

電 壓：交流 220V，允許偏差：-20%~15%；

頻 率：50Hz，允許偏差-4%~2%；

波 形：正弦，畸變因數(shù)不大于 5%；

2.提供 4 對 100Mbps 光纖以太網(wǎng)收發(fā)口(ST)、6 個輸出光串口、1 個輸入光串口及 1 個 電以太網(wǎng)口；

3.提供 1 個 GPS 光脈沖對時口，可接入 IRIG-B 或 PPM 對時信號，對時誤差小于-1us，并支持符合 IEEE1588 標準的網(wǎng)絡對時；

4.提供 8 對開關量硬接點接入，4 對空接點開關量輸出，時間控制精度 0.5ms(1ms-10s)，GOOSE 事件的精度為 0.3ms(1ms-10s)，GOOSE 事件與采樣值的同步偏差不超過1ms；

5.機箱尺寸：3U 機箱(W×H×D)：256mm×100mm×365mm；

6.重 量：3kg。