数字化继电保护测试仪的工作原理

数字化继电保护测试仪的工作原理

1概述

   随着我国电力行业的发展，新技术的应用，数字化变电站成为未来变电站的发展趋势,为智能电网的重要组成部分之一。 数字化继电保护测试仪是结合电力现场情况及电力用户经验自主研发的便携式新产品，产品采用高性能 PowerPC 处理器、大规模FPGA、以太网通信等技术，可支持 IEC60044-8(FT3)、IEC61850-9-1、 IEC61850-9-2 及GOOSE 光数字信号接入，为 IEC61850 继电保护装置、IED 等提供完整的测试方案。

2总体特点

1.适应不同电力用户需求，为各种 IEC61850 继电保护装置及 IED 提供全面的测试解决方案；

2.采用新一代高性能 PowerPC + FPGA + Ethernet 硬件架构，运算能力强、通信速度快、系统稳定可靠；

3.提供4对 100Mbps 光纤以太网收发口、6 个光串口输出，支持 IEC60044-8（FT3）、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 及 GOOSE 光数字报文输出测试，GOOSE 信号可独立收发，也可与 IEC61850-9-2 共一个光以太网口收发；

4.具有光信号接收口，可接收并解析符合 IEC60044-8（FT3）、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、GOOSE 规约的报文，实现装置输出的自环测试；同时可接收合并单元（MU）或其它 IED 设备发出的光数字信号，实时显示其波形；

5.兼容传统模拟开关量处理，提供 8 路模拟开关量输入和 4 路模拟开关量输出；

6.可实现各种规约下的变压器差动保护的三侧差动测试、母差保护的四回出线差动测试，可进行 GOOSE 传输延时测试；

7.可进行丢帧、错序、失步、网络阻塞、假数据、置品质位无效、置同步位失步等多种网络故障模拟测试，评判保护装置在各种异常情况下动作性能，校验保护动作行为是否与其设计原理一致，避免在实际运行中发生上述情况时，保护装置发生误动或拒动；

8.针对 IEC61850-9-2 采样值输出的灵活性，设计了可供用户选择的多样化的采样值输出模板，采样值和 GOOSE 收发支持 CID、SCD 文件的导入导出并支持网络配置方式，大大地简化了测试的手动配置工作，提高了测试效率；

9.支持 802.1D 协议规定的通用属性多点注册协议 GMRP；使用 GMRP 可以动态注册交换成员在局域网内的 VLAN，使得各装置在不调整接线的情况下，可动态的调整装置接收到的数据；

10.提供 1 个 IRIG-B/PPS 光串口输入，可接入 IRIG-B 或 PPS 对时信号，与 GPS 同步时钟同步，误差小于 1us。并引入符合 IEEE1588 标准的网络对时方式，使得装置的对时方式更加多样化，更符合未来数字化变电站数据传输网络化的需求；

11.具有丰富的测试模块，如光数字报文测试、电压电流测试、整组试验、谐波试验、状态序列、时间特性测试、线路距离保护测试、阻抗边界搜索测试、差动试验、并列同期、故障仿真与再现、系统振荡测试等；

12.可组合多种测试功能模块进行批量测试，边界搜索可实时再现扫描全过程，使测试过程透明化；可实现次谐波和间谐波叠加输出，次谐波和间谐波分辨率为 0.25 次；

13.支持故障仿真和 COMTRADE 格式数据回放：支持 PL4 仿真格式数据按 IEC60044-8（FT3）、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 规约输出；支持满足 COMTRADE 1991 或COMTRADE 1999 格式的数据回放，数据输出采样率自适应，高可达 12.8kHz。

3系统功能

1.系统配置

可配置成 IEC60044-8(FT3)、IEC61850-9-1 或 IEC61850-9-2 报文输出，GOOSE 接收和发送支持 cid 文件导入和导出。支持一次值输出测试，同时可兼容传统的二次值输出测试方式。

2.自环测试功能具有光信号接收口，可接收并解析符合 IEC60044-8（FT3）、IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、GOOSE 规约的报文，实现装置输出的自环测试；同时可接收合并单元（MU）或其它 IED 设备发出的光数字信号，实时显示其波形。

3.数字报文测试

提供4对 100Mbps 光纤以太网收发口、6 个光串口输出，可同时发送多组 IEC61850 采样值报文，发送和接收多组 GOOSE 报文并实时显示状态变化。可进行丢帧、错序、失步、网络阻塞、假数据、置品质位无效、置同步位失步等多种网络故障模拟测试。

4.其他功能

具有电压电流、整组试验、谐波试验、状态序列、时间特性、线路保护、阻抗特性、差动试验、并列同期、故障再现、震荡试验等模块，可以进行数字化继电保护的常规功能测试。

4技术指标

1.供电电压

电 压：交流 220V，允许偏差：-20%~15%；

频 率：50Hz，允许偏差-4%~2%；

波 形：正弦，畸变因数不大于 5%；

2.提供 4 对 100Mbps 光纤以太网收发口(ST)、6 个输出光串口、1 个输入光串口及 1 个 电以太网口；

3.提供 1 个 GPS 光脉冲对时口，可接入 IRIG-B 或 PPM 对时信号，对时误差小于-1us，并支持符合 IEEE1588 标准的网络对时；

4.提供 8 对开关量硬接点接入，4 对空接点开关量输出，时间控制精度 0.5ms(1ms-10s)，GOOSE 事件的精度为 0.3ms(1ms-10s)，GOOSE 事件与采样值的同步偏差不超过1ms；

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

6.重 量：3kg。