CN101814771B - 通用测试接口 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通用测试接口，其特征在于：包括适用于数字化变电站内的通用二次设备接口测试装置：硬件包括GOOSE模块CPU板、采样值模块CPU板、采样处理FPGA板，通过背板总线相接，并具有多种功能接口：常规电量接口，9-1、9-2、FT3、GOOSE通讯口，以太网口，GPS电脉冲对时口，光同步口；装置配套的上位机分析软件：所述上位机调试软件包括9-1、9-2、FT3、GOOSE测试模块及采样值输入监视、报文分析、状态序列测试模块。本发明可用于数字化变电站内具有数字式接口的保护测控装置、合并单元、智能单元等二次设备的测试、检修与现场调试，配置灵活快速，提高数字化变电站现场工程调试效率。
Description
技术领域
本发明针对电力***在数字化变电站中数字式二次设备的接口与常规保护测试仪或测试装置难以直接接驳、增加了测试的难度的问题，研制了多接口、可配置、普遍适用的通用测试接口装置和其配套软件。属于电力***数字化变电站技术领域。
背景技术
数字化变电站采用电子式互感器为基本的交流信号采集元件，其输出部分与传统的电磁式互感器不同，输出信号不再是模拟信号，而是数字信号。因此，数字化变电站内的保护装置、测控装置不再需要进行采样和模数转换，而是通过IEC61850国际标准通信协议，保护装置、测控装置可以直接读取电子式互感器输出的数字信号，实现了全数字化。由于基于光学和电子学原理的ECT、EVT和智能断路器的使用，常规模拟信号和控制电缆将逐步被光电数字信号和光纤代替，测控、保护装置的输入输出均为通信信号，造成了数字化变电站中数字式二次设备的接口与常规保护测试仪或测试装置难以直接接驳，增加了测试的难度的问题。
目前，提供数字化变电站自动化设备的厂家较多，各厂家在设备的设计和研制上均具有自己的特点，各家设备的差异对于现场的二次设备检测仪器和测试设备、测试和调试手段均需要灵活的接口。
国内外的测试仪厂家都在积极在研究适用于数字化变电站内使用的保护测试仪器。目前推出产品功能不够完善，以提供采样值数字接口为主，且测试的设备主要为数字式的保护测控装置，测试手段比较单一，支持GOOSE报文的功能不够灵活，与传统测试仪也无法直接接口。
因此，针对以上问题，本发明开发设计了一种多用途数字式二次设备通用测试接口装置及其配套软件，与现有继保测试仪接口实现由常规测试仪测试数字式保护装置的保护功能，也可以脱离保护测试仪单独完成保护功能测试。
发明内容
为解决以上问题，本发明的目的在于提供一种面向数字化变电站二次设备的通用的测试接口和其配套的上位机测试、分析、监视软件，以适应当前的变电站中数字化设备的测试，提高数字化变电站现场工程调试效率。
为实现上述发明目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：
一种通用的测试接口，其特征在于：包括
通用测试接口装置：具有与各种数字化二次设备测试连接的通讯接口，包括：模拟量输入模块、开关量输入输出模块、9-1模块、9-2模块、FT3模块、GOOSE模块，以支持和传统保护测试仪连接完成保护测试功能，也能独立完成测试功能；
上位机配置模块：通过上位机通讯接口模块与通用测试接口装置连接，来完成监视、分析、测试功能；
所述模拟量输入模块，实现与传统测试仪接口，且支持保护电流、测量电流、电压的输入；
所述开关量输入输出模块，实现常规的开关量外部信号的输入，内部信号的输出或动作出口；
所述9-1模块，具有接收和发送9-1采样数据的光纤接口；
所述9-2模块，具有接收和发送9-2采样数据的光纤接口；
所述FT3模块，具有接收和发送FT3采样数据的光纤串行通讯接口；
所述GOOSE模块，具有接收和发送GOOSE信号的光纤接口和以太网口。
前述的通用测试接口，其特征在于：所述9-1模块包括：
9-1发送模块：能够输出基于IEC61850-9-1标准的采样值报文，并且能够模拟电力***的各种故障，故障参数可以设置；
9-1接收模块：接收基于IEC61850-9-1标准的采样值报文，并能够检验和分析采样值报文，根据报文确定采样值报文是否存在问题。
前述的通用测试接口，其特征在于：所述9-2模块包括：
9-2发送模块：能够输出基于IEC61850-9-2标准的采样值报文，并且能够模拟电力***的各种故障，故障参数可以设置；
9-2接收模块：接收基于IEC61850-9-2标准的采样值报文，并能够检验和分析采样值报文，根据报文确定采样值报文是否存在问题。
前述的通用测试接口，其特征在于：所述FT3模块包括：
FT3发送模块：能够输出基于IEC60044-8-6标准的采样值数据，并且能够模拟电力***的各种故障，故障参数可以设置；
FT3接收模块：接收基于IEC60044-8-6标准的采样值数据，并能进行够检验和分析。
前述的通用测试接口，其特征在于：所述GOOSE模块包括
GOOSE发送模块：能够输出基于IEC61850 GOOSE标准的跳闸数据报文，控制被测数字式二次设备的跳闸动作；
GOOSE接收模块：能够接收基于IEC61850 GOOSE标准的跳闸数据报文，并在其映射的开出口上反映。
前述通用的测试接口，其特征在于：所述通用测试接口装置，还包括GPS脉冲对时模块，用于接入外部GPS输入的对时信号，实现装置的对时功能。
前述通用的测试接口，其特征在于：所述上位机配置模块，包括以下子模块：
模拟量功能模块：用于监视通用测试接口装置的模拟量数据，为通用测试接口装置的9-1发送模块，9-2发送模块，FT3发送模块的采样值通道提供信号来源，从而控制上述发送模块的采样值通道数据进行保护测试；
开关量功能模块：用于监视开入开出口状态，控制通用测试接口开出口的开合状态；
端口监视模块：用于监视通用测试接口装置的9-1、9-2、FT3、GOOSE发送/接收通讯口的状态，监视9-1、9-2、FT3发送/接收通讯口中各通道数据的内容和变化，监视GOOSE接收的开关数据变位，并为用户提供直观的图形化显示；
端口配置模块：用于对通用测试接口装置的9-1、9-2、FT3、GOOSE发送/接收通讯口进行配置，使得通用测试接口装置和被测数字化二次设备的接入端口能够正确的连接和通讯，来完成测试；
上述端口配置模块包括以下子模块：
接收端口自动配置模块：该模块实现将被测数字式二次设备的9-1、9-2、FT3、GOOSE发送端口和通用测试接口装置的相应接收端口连接，通用测试接口装置会根据接收到得数据报文来自动生成接收配置；
接配置数据的导入导出模块：该模块实现了将9-1、9-2、FT3、GOOSE发送/接收口的配置的直接导入和配置数据的导出保存功能，配置以XML文件形式存在；
报文分析模块：用于对9-1、9-2、FT3、GOOSE报文进行分析，并提供结构化的显示，便于理解和查看；
上述报文分析模块，包括子模块：报文解析模块，报文显示模块，报文导入导出模块，9-1、9-2、FT3报文周波分析模块：
上述报文解析模块：用于将9-1、9-2、FT3、GOOSE报文的原始数据中，根据报文协议的定义，将其解析为便于用户理解的结构化形式；
上述报文显示模块：用于显示解析后的结构化形式结构和报文的原始数据，实现了报文解析后结构化数据项和其对应原始数据块的一一对应显示；
上述报文导入导出模块：用于9-1、9-2、GOOSE报文导出保存为通用的cap文件格式，用户可用通用的报文分析工具打开；导入cap文件格式的报文，以便进行报文分析；FT3文件格式为自定义；
9-1、9-2、FT3报文周波分析模块：用于对一段时间间隔内的9-1、9-2、FT3报文进行通道数据计算，并将结果以波形的形式显示，用户能逐周波的分析采样数据，查找故障，进行故障分析；
自动测试序列模块：用于控制通用测试接口装置，对被测二次设备进行状态序列测试；包括：状态序列的配置模块：对于测试的各种状态的模拟量数据、开关量状态、触发模式、持续时间、频率等参数进行设置，并将这些测试状态配置到通用测试接口装置；状态测试控制和显示模块：控制通用测试接口装置状态测试的开始、暂停、停止、手动触发，并对测试过程中的结果进行实时的图形化显示，并能最终输出Excel格式的测试报告；
事件动作记录模块：用于记录测试过程中的GOOSE开关变位时间，开入开出口的状态变化动作，测试过程中的告警事件，测试中间结果，便于用户进行故障查找和分析。
本发明的有益效果是：开发设计了一种多用途数字式二次设备通用测试接口装置。支持模拟量、多路9-1/2输入输出、FT3输入输出、GOOSE输入输出测试。可以与现有继保测试仪接口实现由常规测试仪测试数字式保护装置的保护功能，也可以脱离保护测试仪单独完成保护功能测试。该装置采用配置方式，可与任一厂家的数字式设备接口进行测试，同时提供相应的分析手段，为现场人员掌握数字式二次设备的检修、测试提供了一个便利的工具。
附图说明
图1是通用测试接口上位机软件模块图；
图2是通用测试接口装置面板图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作具体的介绍。
图1是本发明通用测试接口的上位机软件模块图。端口监视模块，监视各个通讯口的状态、通道数据或GOOSE变位数据，并提供图形化显示；端口配置模块，通过配置各通讯口，来完成和被测设备的正确通讯，进行各项测试；报文分析模块，解析各个通讯口上传的通讯报文，并提供结构化直观的显示，便于分析；事件动作记录模块，用于记录测试过程中的GOOSE开关变位时间，开入开出口的状态变化动作，测试过程中的告警事件，测试中间结果，便于用户进行故障查找和分析；模拟量模块，提供模拟量监视/生成、开关量监视/开出。
以上各模块通过上位机通讯接口模块，与通用测试接口装置进行数据交互，来完成各项测试功能。
图2是本发明通用测试接口的装置面板图。从左到右依次为，模拟量接口、开关量输入接口、开关量输出接口，采样接口，GOOSE接口、GPS对时。通用测试接口装置的模拟量接口提供了3路测量电流、3路保护电流、4路电压信号。开关量输入输出，提供6路隔离开入、6路开出信号，用于常规的开关量外部信号的输入，内部信号的输出或动作出口，或GOOSE开关信号的映射；采样接口都是光纤口，提供3个9-1/2发送口，3个9-1/2接收口，FT3发送/接收口，用于与被测装置进行采样数据通讯，完成测试；GOOSE通讯口，提供2对光纤GOOSE口和一个RJ45GOOSE口，来完成测试时的GOOSE通讯；通用测试接口装置，还提供了GPS脉冲对时口，用于接入外部GPS输入的对时信号，实现装置的对时功能。
上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种通用测试接口，其特征在于：包括
通用测试接口装置：具有与各种数字化二次设备测试连接的通讯接口，包括：模拟量输入模块、开关量输入输出模块、9-1模块、9-2模块、FT3模块、GOOSE模块；
上位机配置模块：通过上位机通讯接口模块与通用测试接口装置连接，来完成监视、分析、测试功能，
所述模拟量输入模块，实现与传统测试仪接口，且支持保护电流、测量电流、电压的输入；
所述开关量输入输出模块，实现常规的开关量外部信号的输入，内部信号的输出或动作出口；
所述9-1模块，具有接收和发送IEC61850-9-1采样数据的光纤接口，包括：
9-1发送模块：能够输出基于IEC61850-9-1标准的采样值报文，并且能够模拟电力***的各种故障，故障参数可以设置；
9-1接收模块：接收基于IEC61850-9-1标准的采样值报文，并能够检验和分析采样值报文，根据报文确定采样值报文是否存在问题；
所述9-2模块，具有接收和发送IEC61850-9-2采样数据的光纤接口，包括：
9-2发送模块：输出基于IEC61850-9-2标准的采样值报文，并且模拟电力***的各种故障，故障参数可以设置；
9-2接收模块：接收基于IEC61850-9-2标准的采样值报文，并检验和分析采样值报文，根据报文确定采样值报文是否存在问题；
所述FT3模块，具有接收和发送链路层传输帧采样数据的光纤串行通讯接口，包括：
FT3发送模块：输出基于IEC60044-8-6标准的采样值数据，并且模拟电力***的各种故障，设置故障参数；
FT3接收模块：接收基于IEC60044-8-6标准的采样值数据，并进行检验和分析；
所述GOOSE模块，具有接收和发送GOOSE信号的光纤接口和以太网口，包括：
GOOSE发送模块：输出基于IEC61850 GOOSE标准的跳闸数据报文，控制被测数字式二次设备的跳闸动作；
GOOSE接收模块：接收基于IEC61850 GOOSE标准的跳闸数据报文，并在其映射的开出口上反映。
2.根据权利要求1所述通用测试接口，其特征在于：所述通用测试接口装置，还包括GPS脉冲对时模块，用于接入外部GPS输入的对时信号，实现装置的对时功能。
3.根据权利要求1或2中任一项所述通用测试接口，其特征在于：所述上位机配置模块，包括以下子模块：
模拟量功能模块：用于监视通用测试接口装置的模拟量数据，为通用测试接口装置的9-1发送模块，9-2发送模块，FT3发送模块的采样值通道提供信号来源，从而控制上述发送模块的采样值通道数据进行保护测试；
开关量功能模块：用于监视开入开出口状态，控制通用测试接口开出口的开合状态；
端口监视模块：用于监视通用测试接口装置的9-1模块、9-2模块、FT3模块、GOOSE模块发送/接收通讯口的状态，监视9-1模块、9-2模块、FT3模块发送/接收通讯口中各通道数据的内容和变化，监视GOOSE模块接收的开关数据变位，并为用户提供直观的图形化显示；
端口配置模块：用于对通用测试接口装置的9-1模块、9-2模块、FT3模块、GOOSE模块发送/接收通讯口进行配置，使得通用测试接口装置和被测数字化二次设备的接入端口能够正确的连接和通讯，来完成测试；
报文分析模块：用于对9-1模块、9-2模块、FT3模块、GOOSE模块报文进行分析，并提供结构化的显示，便于理解和查看；
上述报文分析模块，包括子模块：报文解析模块，报文显示模块，报文导入导出模块，9-1模块、9-2模块、FT3模块报文周波分析模块：
上述报文解析模块：用于将9-1模块、9-2模块、FT3模块、GOOSE模块报 文的原始数据中，根据报文协议的定义，将其解析为便于用户理解的结构化形式；
上述报文显示模块：用于显示解析后的结构化形式和报文的原始数据，实现了报文解析后结构化数据项和其对应原始数据块的一一对应显示；
上述报文导入导出模块：用于9-1模块、9-2模块、GOOSE模块报文导出保存为通用的cap文件格式，用户可用通用的报文分析工具打开；导入cap文件格式的报文，以便进行报文分析；FT3模块文件格式为自定义；
9-1模块、9-2模块、FT3模块报文周波分析模块：用于对一段时间间隔内的9-1、9-2、FT3报文进行通道数据计算，并将结果以波形的形式显示，用户能逐周波的分析采样数据，查找故障，进行故障分析；
自动测试序列模块：用于控制通用测试接口装置，对被测二次设备进行状态序列测试；
事件动作记录模块：用于记录测试过程中的GOOSE模块开关变位时间，开入开出口的状态变化动作，测试过程中的告警事件，测试中间结果，便于用户进行故障查找和分析。
4.根据权利要求3所述的通用测试接口，其特征在于：所述端口配置模块包括
接收端口自动配置模块：该模块实现将被测数字式二次设备的9-1模块、9-2模块、FT3模块、GOOSE模块发送端口和通用测试接口装置的相应接收端口连接，通用测试接口装置会根据接收到的数据报文来自动生成接收配置；
接配置数据的导入导出模块：该模块实现了将9-1模块、9-2模块、FT3模块、GOOSE模块发送/接收口的配置的直接导入和配置数据的导出保存功能，配置以XML文件形式存在。
5.根据权利要求3所述的通用测试接口，其特征在于：所述自动测试序列模块包括：
状态序列的配置模块：对于测试的各种状态的模拟量数据、开关量状态、触发模式、持续时间、频率参数进行设置，并将这些测试状态配置到通用测试接口装置；
状态测试控制和显示模块：控制通用测试接口装置状态测试的开始、暂停、停止、手动触发，并对测试过程中的结果进行实时的图形化显示，并能最终输出Excel格式的测试报告。
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