专利名称：一种继电保护测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种继电保护测试装置。
背景技术：
现有的继电保护测试装置， 一种是带功率放大器的继电保护测试装置，典型的如 博电的PW系列的测试仪，该类型的测试仪由于自带带功率放大器，其模拟量输出直接加在 保护装置交流量输入的一次侧，可与保护装置直接接线进行保护功能测试，通用性比较好， 但用于生产测试却有以下的缺点1.由于其自带功放故容量有限，一般仅能提供几路电流 电压的输出和为数不多的开关量输出。2.进行保护测试时接线复杂，且没有开关量的输入 节点，不能形成对保护装置的闭环测试。3.其功能模型对实验操作人员的素质要求较高，需 要操作人员有一定的继电保护知识，懂得如何确定保护实验所需故障模型。这些缺陷决定 了这类继电保护测试仪不适合大规模的生产调试。 另外一种调试仪是保护生产厂家自己的生产调试仪器，典型的如南瑞继保的 HLEP90A测试仪，现有的继电保护测试装置包括主控CPU板、模拟量输出板、开关量输出板、 开关量输入板等构成，此类型的测试仪针对厂家的保护装置进行调试， 一般不提供功率放 大器，而提供小信号模拟量输出，也提供开关量输入接口，能做到对保护产品进行闭环测 试，并且对操作人员要求低，非常适合对继电保护装置进行批量测试。但此类的测试仪存在 以下缺点1.硬件不可配置，设计完成其模拟量开关量的容量即固定，不方便扩展，要升级 必须重新设计整套硬件。2.受限于早期设计的局限，功能及接口也相对简单，对于继电保 护新产品的各类接口的测试支持有限，如新型的61850装置的测试即难以支持。目前保护 装置功能日益复杂，不仅需要输入的模拟量、开关量通道日益增多，而且输入的接口也在改 变(如61850中的IEC60044-8光纤模拟量，IEC61850-9-l/IEC61850-9-2以太网模拟量， GOOSE开关量等)。 注G00SE(ge證ic object oriented substation event通用面向对象的变电站 事件)G00SE报文的核心内容可由用户灵活、自由定义，不仅可传输状态信息，而且可传输 模拟量信息，甚至可传输时间同步信息等。GOOSE报文传输的可靠性要求很高，如用于变电 站过程总线上保护跳闸命令和闭锁信号的传输。

发明内容本实用新型的目的是提供一套硬件可灵活配置，开入开出容量可根据保护装置 进行扩展的继电保护测试装置，尤其是可以通过扩板卡扩展支持各类接口的保护装置。 本实用新型的实施方案是一种继电保护测试装置其特征是包括主控CPU板、模 拟量输出板、开关量输出板、开关量输入板、条码扫描版、模拟断路器板、对时板、光纤模拟 量输出板、G00SE(通用面向对象的变电站事件)开关量输出板等；各个板卡都设有板卡CPU 并按照分布式排列在背板总线上；背板总线包括对时总线和CAN总线，由对时总线提供各 板卡需要的同步脉冲，保证各板卡时钟和中断频率一致，做到同时输出，CAN总线用于主控CPU和各扩展板卡CPU之间连接并交换数据用；主控CPU负责调度保护测试项目的进行，测 试项目被主控CPU分解为与各扩展板卡相关的任务通过CAN总线下发到各扩展板，各扩展 板卡的CPU负责执行各自的任务，而对时总线保证各扩展板任务执行的协调、一致。 主控CPU板采用32位400Mhz主频的PowerPC,采用Linux操作系统，对外提供网 络口、485通信接口，支持网络103协议和串口 103协议；对内通过CAN总线控制各扩展板 卡。主控CPU板和背板总线使本测试装置非常容易扩展，如常规的保护装置需要的是常规 的模拟量和开关量输入，本测试装置只需配置常规模拟量板和开关量板即可。不同的扩展 板对于主控CPU的调度策略并不产生影响，从而非常容易升级支持新型保护装置的测试。 光纤输出模拟量支持标准的IEC60044-8格式的光纤模拟量的输出，与主控CPU 板、GOOSE开关量输出板共同组合支持对新型的IEC61850数字化保护装置的测试；而主控 CPU板、模拟量输出板、开关量输出板、配置在一起可支持普通的保护装置的测试。 条码扫描板外接USB条码扫描仪，测试装置生成调试报告时，按照条码归档、检 索。对时板提供GPS输入，外接GPS装置，提供B码/分脉冲/秒脉冲对时输入。对时板的 存在使多台测试装置可配合，组成分布式调试仿真系统，跨越地域调试保护装置。本实用 新型有益效果本实用新型测试装置的板卡的数量均可按照保护装置的需要任意扩展，对 于继电保护装置的新型功能接口 ，开发新的硬件接口板，即可支持；装置开入开出扩展非常 容易；此外可以扫描保护装置的条码，生成调试报告时，可按照条码查询，归档，便于生产环 节的质量控制跟踪；对时板的存在使多台测试装置可配合，组成分布式调试仿真系统，跨越 地域调试保护装置。

为了对本实用新型作进一步说明，给出附图 图1本实用新型一种实施方式的分布式硬件配置图 图2本实用新型一种实施方式的接口配置
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方法。 如图1所示，继电保护测试装置包括主控CPU板、模拟量输出板、开关量输出板、开 关量输入板、条码扫描版、模拟断路器板、对时板、光纤模拟量输出板、GOOSE开关量输出板 等；各个板卡都带有自己的CPU并按照分布式排列在背板总线上；背板总线包括对时总线 和CAN总线，对时总线提供各板卡需要的同步脉冲，保证各板卡时钟和中断频率一致，做到 同时输出，CAN总线用于主控CPU和各扩展板卡之间交换数据用；主控CPU负责调度保护测 试项目的进行，测试项目被主控CPU分解为与各扩展板卡相关的任务通过CAN总线下发到 各扩展板，各扩展板卡的CPU负责执行各自的任务，而对时总线保证各扩展板任务执行的 协调、一致。 主控CPU板采用32位400Mhz主频的PowerPC,采用Linux操作系统，如图2所示 对外提供网络口 、485通信接口 ，支持网络103协议和串口 103协议；对内通过CAN总线控 制各扩展板卡。 主控CPU板和背板总线使本测试装置非常容易扩展，如常规的保护装置需要的是常规的模拟量和开关量输入，本测试装置只需配置常规模拟量板和开关量板即可。不同的 扩展板对于主控CPU的调度策略并不产生影响，从而非常容易升级支持新型保护装置的测 试。 光纤输出模拟量支持标准的IEC60044-8格式的光纤模拟量的输出，与主控CPU
板、GOOSE开关量输出板共同组合支持对新型的IEC61850数字化保护装置的测试；而主控
CPU板、模拟量输出板、开关量输出板、配置在一起可支持普通的保护装置的测试。 条码扫描板外接USB的条码扫描仪，测试装置生成调试报告时，按照条码归档、检
索。采用现有的条码扫描仪(包括一维或二维条码扫描仪)。 对时板采用TI的125MHz主频的DSP，用FPGA解码对时数据，外接GPS装置，支持 B码/分脉冲/秒脉冲对时输入。对时板的存在使多台测试装置可配合，组成分布式调试仿 真系统，跨越地域调试保护装置。
权利要求一种继电保护测试装置其特征是包括主控CPU板、由模拟量输出板、开关量输出板、开关量输入板、模拟断路器板、对时板、光纤模拟量输出板、GOOSE开关量输出板构成的扩展板卡；模拟量输出板、开关量输出板、开关量输入板、模拟断路器板、对时板、光纤模拟量输出板、GOOSE开关量输出板都设有板卡CPU，并以分布式方式排列在背板总线上；背板总线包括对时总线和CAN总线，由对时总线连接并提供至各板需要的同步脉冲；CAN总线进行主控CPU和各扩展板卡CPU之间连接并交换数据；继电保护测试项目被主控CPU分解为与各扩展板卡相关的任务，由CAN总线下发到各扩展板卡。
2. 如权利要求1所述的一种继电保护测试装置，其特征是主控CPU板为32位400Mhz 主频的PowerPC,采用Linux操作系统，主控CPU板设有支持网络103协议的网络口和串口 103协议的485通信接口 ；通过CAN总线连接并控制各扩展板卡。
3. 如权利要求1所述的一种继电保护测试装置，其特征是光纤模拟量输出板输出的 是为支持标准的IEC60044-8格式的光纤模拟量，与主控CPU板、GOOSE开关量输出板共同 组合对继电保护装置的测试。
4. 如权利要求1所述的一种继电保护测试装置，其特征是主控CPU板、模拟量输出 板、开关量输出板配置在一起对继电保护装置的测试。
5. 如权利要求1所述的一种继电保护测试装置，其特征是另设有条码扫描板并连接主 控CPU板，条码扫描板为USB接口 ，外接条码扫描仪。
6. 如权利要求1所述的一种继电保护测试装置，其特征是对时板设有GPS输入，外接 GPS装置，提供B码/分脉冲/秒脉冲对时输入，与继电保护装置保持统一的时标。
专利摘要继电保护测试装置包括主控CPU板、由模拟量输出板、开关量输出板、开关量输入板、模拟断路器板、对时板、光纤模拟量输出板、GOOSE开关量输出板构成的扩展板卡；模拟量输出板、开关量输出板、开关量输入板、模拟断路器板、对时板、光纤模拟量输出板、GOOSE开关量输出板都设有板卡CPU，并以分布式方式排列在背板总线上；背板总线包括对时总线和CAN总线，由对时总线连接并提供至各板需要的同步脉冲；CAN总线进行主控CPU和各扩展板卡CPU之间连接并交换数据；继电保护测试项目被主控CPU分解为与各扩展板卡相关的任务，由CAN总线下发到各扩展板卡。而内部对时总线保证各扩展板任务执行的协调、一致。
文档编号G01R31/00GK201535806SQ20092023281
公开日2010年7月28日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者李兴建, 沈全荣, 王治国, 王言国 申请人:南京南瑞继保电气有限公司;南京南瑞继保工程技术有限公司