继电保护混合输出的测试装置的制造方法
继电保护混合输出的测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气设备测试技术领域，特别是涉及一种继电保护混合输出的测试装置。
【背景技术】
[0002]继电保护装置用于保护电力系统的安全运行，对电力系统(例如变电站)中发生的故障快速准确地给出告警信号，自动切除故障，最大限度地避免或减轻故障对系统中运行设备的损坏和影响。为保证继电保护装置的正常动作，在继电保护装置的研发、生产、安装、运行等不同阶段，需要将继电保护装置作为被测装置有针对性地进行各种测试，用来执行此类测试的基本工具就是继电保护测试装置。
[0003]目前常用的继电保护测试装置有两种，一种是能输出模拟信号来模拟电气设备的电压和电流的继电保护测试装置，实现对继电保护装置接收模拟信号的检测；另一种是能输出数字信号来模拟电气设备的电压和电流的继电保护测试装置，实现对继电保护装置接收数字信号的检测。
[0004]对于混合型的变电站，电流互感器和电压互感器采用模拟信号输入输出的形式，其他电气设备采用数字信号输入输出的形式，因此，要实现继电保护测试装置对混合变电站的继电保护装置的测试，需要同时用到输出模拟信号的继电保护测试装置和输出数字信号的继电保护测试装置。因此，一般情况下，工作人员需要携带至少两台继电保护测试装置到现场，操作不便捷。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种既能输出模拟信号又能输出数字信号的继电保护混合输出的测试装置。
[0006]一种继电保护混合输出的测试装置，包括FPGA芯片、连接所述FPGA芯片的DSP芯片和数模转换器、以及连接所述DSP芯片的工控机，所述FPGA芯片和数模转换器还连接被测的继电保护装置；
[0007]所述工控机将输入的测试参数发送至所述DSP芯片；
[0008]所述DSP芯片根据所述测试参数获取测试信号并发送至所述FPGA芯片；
[0009]所述FPGA芯片将所述测试信号输出至所述数模转换器转换成模拟测试信号后输出至所述继电保护装置，以及输出数字测试信号至所述继电保护装置；
[0010]所述FPGA芯片接收所述继电保护装置根据所述模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号，并发送至所述DSP芯片，所述DSP芯片将所述状态信号转发至所述工控机；
[0011]所述工控机判断所述状态信号和预设状态信号是否一致；若是，判定所述继电保护装置正常，否则，判定所述继电保护装置异常。
[0012]上述的一种继电保护混合输出的测试装置，工控机用于输入测试参数和根据继电保护装置返回的状态信号判断继电保护装置是否正常，DSP芯片用于对测试参数进行处理得到测试信号后发送至FPGA芯片和将FPGA芯片发送的继电保护装置返回的状态信号转发至工控机，FPGA芯片控制测试信号输出至数模转换器转换成模拟测试信号后输出至继电保护装置，以及控制输出数字测试信号至继电保护装置，FPGA芯片还用于接收继电保护装置根据模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号并发送至DSP芯片。因此，上述的继电保护混合输出的测试装置可以实现既输出模拟测试信号，又输出数字测试信号，从而实现对混合变电站内继电保护装置的测试，操作便捷。
【附图说明】
[0013]图1为本发明一实施例中继电保护混合输出的测试装置的结构图；
[0014]图2为另一实施例中继电保护混合输出的测试装置的结构图。
【具体实施方式】
[0015]参考图1，本发明一实施例中的一种继电保护混合输出的测试装置，包括FPGA芯片110、连接FPGA芯片110的DSP芯片130和数模转换器150、以及连接DSP芯片130的工控机120，FPGA芯片110和数模转换器150还连接被测的继电保护装置200。
[0016]工控机120将输入的测试参数发送至DSP芯片130。其中，测试参数可以是工作人员输入的模拟电力故障状态的波形图对应的正弦信号的幅度、频率、相角等。具体地，输入测试参数时可以定义该参数是用于数字输出还是用于模拟输出。
[0017]DSP芯片130根据测试参数获取测试信号并发送至FPGA芯片110。具体地，DSP芯片130根据测试参数生成对应测试参数的电力故障状态波形图，并对电力故障波形图进行抽样和正弦计算得到波形点的数据，波形点的数据对应为测试信号。具体地，DSP芯片130得到的测试信号包括需要模拟输出的测试信号和需要数字输出的测试信号。
[0018]FPGA芯片110将测试信号输出至数模转换器150转换成模拟测试信号后输出至继电保护装置200，以及输出数字测试信号至继电保护装置200。因此，继电保护混合输出的测试装置可以实现纯粹的模拟量输出、纯粹的数字量输出、混合的模拟量和数字量输出等多种方式，可同时满足各种类型变电站的调试需求。
[0019]具体地，DSP芯片130将测试信号通过数据、地址总线写入到FPGA芯片110的不同地址，用于确定该信号是需要模拟输出还是数字输出。FPGA芯片110根据不同地址接收的测试信号识别该测试信号模拟输出还是数字输出。FPGA芯片110对需要模拟输出的测试信号进行移位输出，由并行方式转变为串行方式。经过并串转换后，FPGA芯片110将此数据写到数模转换器150，并控制数模转换器150将数字形式的测试信号转换为模拟测试信号后输出至继电保护装置200。对需要数字输出的测试信号，FPGA芯片110将测试信号以IEC-61850封包发送至继电保护装置200。
[0020]FPGA芯片110接收继电保护装置200根据模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号，并发送至DSP芯片130，DSP芯片130将状态信号转发至工控机120。
[0021]工控机120判断状态信号和预设状态信号是否一致；若是，判定继电保护装置200正常，否则，判定继电保护装置200异常。其中，预设状态信号为正常状态下继电保护装置200对测试信号的反应状态。当工控机120接收的状态信号与预设状态信号一致，表示继电保护装置200反应正常，若不一致，表示继电保护装置200存在异常。
[0022]上述的一种继电保护混合输出的测试装置，工控机120用于输入测试参数和根据继电保护装置200返回的状态信号判断继电保护装置200是否正常，DSP芯片130用于对测试参数进行处理得到测试信号后发送至FPGA芯片110和将FPGA芯片110发送的继电保护装置200返回的状态信号转发至工控机120，FPGA芯片110控制测试信号输出至数模转换器150转换成模拟测试信号后输出至继电保护装置200，以及控制输出数字测试信号至继电保护装置200，FPGA芯片110还用于接收继电保护装置200根据模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号并发送至DSP芯片130。因此，上述的继电保护混合输出的测试装置可以实现既输出模拟测试信号，又输出数字测试信号，从而实现对混合变电站内继电保护装置的测试，操作便捷。
[0023]在其中一实施例中，FPGA芯片110可以设有连接继电保护装置200的开入量端子，FPGA芯片110通过开入量端子接收状态信号。
[0024]具体地，状态信号以二进制的形式通过开入量端子输入至FPGA芯片110。I代表高电平，O代表低电平。继电保护装置200由闭合到断开或者断开到闭合时，FPGA芯片110开入量端子的相对应管脚会发生电平变化，此时FPGA芯片110会检测到此信号，发送中断信号给DSP芯片130，DSP芯片130在中断服务程序中，将8位代表状态信号代表的数据一起读回。
[0025]在其中一实施例中，测试参数包括开出量信号，FPGA芯片110还可以设有连接继电保护装置200的开出量端子。
[0026]工控机120将输入的开出量信号发送至DSP芯片130，DSP芯片130根据开出量信号获取开出量数据并发送至FPGA芯片110。FPGA芯片110通过开出量端子将开出量数据输出至继电保护装置200。本实施例中，继电保护混合输出的测试装置通过开出量数据来检测继电保护装置200的跳闸和信号。
[0027]在其中一实施例中，FPGA芯片110可以通过以太网的网络接口连接继电保护装置200。
[0028]FPGA芯片110将开出量数据编码为GOOSE报文，将测试信号编码为SMV报文，并将GOOSE报文存入以太网控制器后发送至继电保护装置200，以及按照预设间隔时间发送SMV报文至继电保护装置200ο本实施例中，继电保护混合输出的测试装置通过GOOSE报文来实现继电保护装置200的跳闸和信号。
[0029]具体地，以太网控制器为Ethernet控制器。FPGA芯片110判断前一报文的发送中断及Ethernet控制器的存储空间，若有空闲存储空间，优先将GOOSE报文写入到Ethernet控制器并设置发送，SMV报文需根据工控机120设置的预设间隔时间发送。FPGA芯片110发送报文的同时采样接收中断，在报文发送完毕后，读出接收报文数据并存储，由FPGA芯片110给出中 断信号通知DSP芯片130读取。
[0030]可以理解，继电保护混合输出的测试装置可以既包含开入量端子和开出量端子，又包含网络接口。因此，继电保护混合输出的测试装置可以采用开出量数据和GOOSE报文中的任意一种形式实现对继电保护装置200的跳闸和信号的检测。
[0031]例如，FPGA芯片110通过光网口连接继电保护装置。FPGA芯片110可以以IEC-61850规定的格式，将需要数字输出的测试信号分别封包成符合IEC-618509-1、IEC-618509-2的格式，通过光网口发送至继电保护装置200，从而实现数字测试信号的输出。
[0032]在另一实施例中，FPGA芯片110还可以通过串口连接继电保护装置200，将需要数字输出的测试信号封包为IEC-60044-8的格式发送至继电保护装置200。例如，FPGA芯片110可以通过光串口连接继电保护装置200。
[0033]在其中一实施例中，工控机120上可以设有报警装置，用于在工控机120判定继电保护装置200异常时发出报警信息。具体地，报警装置可以是用于发生声音告警的装置，例如语音播报器，还可以是显示报警信息内容的显示屏。通过报警装置及时向工作人员发出通知，以便快速处理异常情况。
[0034]在其中一实施例中，参考图2，继电保护混合输出的测试装置还可以包括电压功率放大器160和电流功率放大器170，数模转换器150通过电压功率放大器160和电流功率放大器170连接继电保护装置200。
[0035]具体地，数模转换器150可以为12路数模转换器，电压功率放大器160可以采用6路电压功率放大器，电流功率放大器170可以采用6路电流功率放大器。FPGA芯片110接收的需要模拟输出的测试信号对应的波形点的数据一共为12路，其中6路信号表示电压、6路信号表不电流。
[0036]数模转换器150将测试信号转换为模拟测试信号后，通过电压功率放大器160输出电压信号至继电保护装置200，通过电流功率放大器170输出电流信号至继电保护装置200。
[0037]具体地，电压功率放大器160和电流功率放大器170可以均采用B类放大器。电压功率放大器160采用模拟B类放大器的原理，以MOS管作为功率级，由运放驱动，整体电路简洁。精确控制各个工作点，可实现额定输出时，IkHz亦无明显的波形交越失真，恒压精度达0.01 %以内，预热时间短，长时间恒压变化小。电流功率放大器170也采用模拟B类放大原理设计，通过高精密运放推动MOS管组合方式，精确控制各个工作点和器件选择，用最小的静态电流达到最优的失真度，恒流精度高，波形质量良好，频响宽，功率大，长时间运行精度稳。
[0038]在其中一实施例中，继续参考图2，继电保护混合输出的测试装置还可以包括处理器180，用于接收工控机120发送的测试参数，并转发至DSP芯片130。通过采用独立的处理器180实现工控机120与DSP芯片130之间的通信，提高了通信效率。
[0039]具体地，处理器180采用时间同步系统，用于控制FPGA芯片110输出的数字测试信号和数模转换器150输出的模拟测试信号同步输出。
[0040]具体地，时间同步系统可以包括GPS接收系统、IRIG-B接收系统和IEEE-1588接收系统。三种模式的接收系统均可以实现Ius以内的对时精度。
[0041]在其他的实施例中，继电保护混合输出的测试装置的数量有多个，各个继电保护混合输出的测试装置之间通过时间同步系统控制多个模拟测试信号和数字测试信号同步输出。
[0042]具体地，时间同步系统通过GPS接收系统或者IRIG-B接收系统或者IEEE-1588接收系统，得到秒脉冲PPS和绝对时间信息UTC。多台继电保护混合输出的测试装置的处理器180根据预先设定的时间，在该设定时间与UTC时间同步时，启动输出，从而实现多台继电保护混合输出的测试装置之间模拟测试信号和数字测试信号的同步输出功能。
[0043]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0044]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，包括FPGA芯片、连接所述FPGA芯片的DSP芯片和数模转换器、以及连接所述DSP芯片的工控机，所述FPGA芯片和数模转换器还连接被测的继电保护装置； 所述工控机将输入的测试参数发送至所述DSP芯片； 所述DSP芯片根据所述测试参数获取测试信号并发送至所述FPGA芯片； 所述FPGA芯片将所述测试信号输出至所述数模转换器转换成模拟测试信号后输出至所述继电保护装置，以及输出数字测试信号至所述继电保护装置； 所述FPGA芯片接收所述继电保护装置根据所述模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号，并发送至所述DSP芯片，所述DSP芯片将所述状态信号转发至所述工控机； 所述工控机判断所述状态信号和预设状态信号是否一致；若是，判定所述继电保护装置正常，否则，判定所述继电保护装置异常。2.根据权利要求1所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，还包括电压功率放大器和电流功率放大器，所述数模转换器通过所述电压功率放大器和电流功率放大器连接所述继电保护装置； 所述数模转换器将所述测试信号转换为模拟测试信号后，通过所述电压功率放大器输出电压信号至所述继电保护装置，通过所述电流功率放大器输出电流信号至所述继电保护 目.ο3.根据权利要求2所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述电压功率放大器和电流功率放大器均采用B类放大器。4.根据权利要求1所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，还包括处理器，用于接收所述工控机发送的所述测试参数，并转发至所述DSP芯片。5.根据权利要求4所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述处理器采用时间同步系统，用于控制所述FPGA芯片输出的数字测试信号和数模转换器输出的模拟测试信号同步输出。6.根据权利要求5所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述继电保护混合输出的测试装置的数量有多个，各个继电保护混合输出的测试装置之间通过所述时间同步系统控制多个所述模拟测试信号和数字测试信号同步输出。7.根据权利要求1所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述FPGA芯片设有连接所述继电保护装置的开入量端子，所述FPGA芯片通过所述开入量端子接收所述状态信号。8.根据权利要求7所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述测试参数包括开出量信号； 所述FPGA芯片还设有连接所述继电保护装置的开出量端子； 所述工控机将输入的所述开出量信号发送至所述DSP芯片； 所述DSP芯片根据所述开出量信号获取开出量数据并发送至所述FPGA芯片； 所述FPGA芯片通过所述开出量端子将所述开出量数据输出至所述继电保护装置。9.根据权利要求8所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述FPGA芯片通过以太网的网络接口连接所述继电保护装置； 所述FPGA芯片将所述开出量数据编码为GOOSE报文，将所述测试信号编码为SMV报文，并将所述GOOSE报文存入以太网控制器后发送至所述继电保护装置，以及按照预设间隔时间发送所述SMV报文至所述继电保护装置。10.根据权利要求9所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述FPGA芯片还通过串口连接所述继电保护装置。
【专利摘要】本发明涉及一种继电保护混合输出的测试装置，包括FPGA芯片、连接FPGA芯片的DSP芯片和数模转换器、连接DSP芯片的工控机，FPGA芯片和数模转换器还连接被测的继电保护装置；工控机将输入的测试参数发送至DSP芯片；DSP芯片根据测试参数获取测试信号并发送至FPGA芯片；FPGA芯片将测试信号输出至数模转换器转换成模拟测试信号后输出至继电保护装置，以及输出数字测试信号至继电保护装置；FPGA芯片接收继电保护装置输出的状态信号并发送至DSP芯片，DSP芯片将状态信号转发至工控机；工控机判断状态信号和预设状态信号是否一致；若是，判定继电保护装置正常。因此可以实现对混合变电站内继电保护装置的测试，操作便捷。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN104898005
【申请号】CN201510376721
【发明人】彭海平, 高昌培, 熊学海, 赵凌, 齐雪雯, 高吉普, 李颖, 李未科, 刘雁冰, 熊勇, 梁东林, 田海涛
【申请人】贵州电网有限责任公司电力调度控制中心, 广东昂立电气自动化有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年7月1日
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气设备测试技术领域，特别是涉及一种继电保护混合输出的测试装置。
【背景技术】
[0002]继电保护装置用于保护电力系统的安全运行，对电力系统(例如变电站)中发生的故障快速准确地给出告警信号，自动切除故障，最大限度地避免或减轻故障对系统中运行设备的损坏和影响。为保证继电保护装置的正常动作，在继电保护装置的研发、生产、安装、运行等不同阶段，需要将继电保护装置作为被测装置有针对性地进行各种测试，用来执行此类测试的基本工具就是继电保护测试装置。
[0003]目前常用的继电保护测试装置有两种，一种是能输出模拟信号来模拟电气设备的电压和电流的继电保护测试装置，实现对继电保护装置接收模拟信号的检测；另一种是能输出数字信号来模拟电气设备的电压和电流的继电保护测试装置，实现对继电保护装置接收数字信号的检测。
[0004]对于混合型的变电站，电流互感器和电压互感器采用模拟信号输入输出的形式，其他电气设备采用数字信号输入输出的形式，因此，要实现继电保护测试装置对混合变电站的继电保护装置的测试，需要同时用到输出模拟信号的继电保护测试装置和输出数字信号的继电保护测试装置。因此，一般情况下，工作人员需要携带至少两台继电保护测试装置到现场，操作不便捷。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种既能输出模拟信号又能输出数字信号的继电保护混合输出的测试装置。
[0006]一种继电保护混合输出的测试装置，包括FPGA芯片、连接所述FPGA芯片的DSP芯片和数模转换器、以及连接所述DSP芯片的工控机，所述FPGA芯片和数模转换器还连接被测的继电保护装置；
[0007]所述工控机将输入的测试参数发送至所述DSP芯片；
[0008]所述DSP芯片根据所述测试参数获取测试信号并发送至所述FPGA芯片；
[0009]所述FPGA芯片将所述测试信号输出至所述数模转换器转换成模拟测试信号后输出至所述继电保护装置，以及输出数字测试信号至所述继电保护装置；
[0010]所述FPGA芯片接收所述继电保护装置根据所述模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号，并发送至所述DSP芯片，所述DSP芯片将所述状态信号转发至所述工控机；
[0011]所述工控机判断所述状态信号和预设状态信号是否一致；若是，判定所述继电保护装置正常，否则，判定所述继电保护装置异常。
[0012]上述的一种继电保护混合输出的测试装置，工控机用于输入测试参数和根据继电保护装置返回的状态信号判断继电保护装置是否正常，DSP芯片用于对测试参数进行处理得到测试信号后发送至FPGA芯片和将FPGA芯片发送的继电保护装置返回的状态信号转发至工控机，FPGA芯片控制测试信号输出至数模转换器转换成模拟测试信号后输出至继电保护装置，以及控制输出数字测试信号至继电保护装置，FPGA芯片还用于接收继电保护装置根据模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号并发送至DSP芯片。因此，上述的继电保护混合输出的测试装置可以实现既输出模拟测试信号，又输出数字测试信号，从而实现对混合变电站内继电保护装置的测试，操作便捷。
【附图说明】
[0013]图1为本发明一实施例中继电保护混合输出的测试装置的结构图；
[0014]图2为另一实施例中继电保护混合输出的测试装置的结构图。
【具体实施方式】
[0015]参考图1，本发明一实施例中的一种继电保护混合输出的测试装置，包括FPGA芯片110、连接FPGA芯片110的DSP芯片130和数模转换器150、以及连接DSP芯片130的工控机120，FPGA芯片110和数模转换器150还连接被测的继电保护装置200。
[0016]工控机120将输入的测试参数发送至DSP芯片130。其中，测试参数可以是工作人员输入的模拟电力故障状态的波形图对应的正弦信号的幅度、频率、相角等。具体地，输入测试参数时可以定义该参数是用于数字输出还是用于模拟输出。
[0017]DSP芯片130根据测试参数获取测试信号并发送至FPGA芯片110。具体地，DSP芯片130根据测试参数生成对应测试参数的电力故障状态波形图，并对电力故障波形图进行抽样和正弦计算得到波形点的数据，波形点的数据对应为测试信号。具体地，DSP芯片130得到的测试信号包括需要模拟输出的测试信号和需要数字输出的测试信号。
[0018]FPGA芯片110将测试信号输出至数模转换器150转换成模拟测试信号后输出至继电保护装置200，以及输出数字测试信号至继电保护装置200。因此，继电保护混合输出的测试装置可以实现纯粹的模拟量输出、纯粹的数字量输出、混合的模拟量和数字量输出等多种方式，可同时满足各种类型变电站的调试需求。
[0019]具体地，DSP芯片130将测试信号通过数据、地址总线写入到FPGA芯片110的不同地址，用于确定该信号是需要模拟输出还是数字输出。FPGA芯片110根据不同地址接收的测试信号识别该测试信号模拟输出还是数字输出。FPGA芯片110对需要模拟输出的测试信号进行移位输出，由并行方式转变为串行方式。经过并串转换后，FPGA芯片110将此数据写到数模转换器150，并控制数模转换器150将数字形式的测试信号转换为模拟测试信号后输出至继电保护装置200。对需要数字输出的测试信号，FPGA芯片110将测试信号以IEC-61850封包发送至继电保护装置200。
[0020]FPGA芯片110接收继电保护装置200根据模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号，并发送至DSP芯片130，DSP芯片130将状态信号转发至工控机120。
[0021]工控机120判断状态信号和预设状态信号是否一致；若是，判定继电保护装置200正常，否则，判定继电保护装置200异常。其中，预设状态信号为正常状态下继电保护装置200对测试信号的反应状态。当工控机120接收的状态信号与预设状态信号一致，表示继电保护装置200反应正常，若不一致，表示继电保护装置200存在异常。
[0022]上述的一种继电保护混合输出的测试装置，工控机120用于输入测试参数和根据继电保护装置200返回的状态信号判断继电保护装置200是否正常，DSP芯片130用于对测试参数进行处理得到测试信号后发送至FPGA芯片110和将FPGA芯片110发送的继电保护装置200返回的状态信号转发至工控机120，FPGA芯片110控制测试信号输出至数模转换器150转换成模拟测试信号后输出至继电保护装置200，以及控制输出数字测试信号至继电保护装置200，FPGA芯片110还用于接收继电保护装置200根据模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号并发送至DSP芯片130。因此，上述的继电保护混合输出的测试装置可以实现既输出模拟测试信号，又输出数字测试信号，从而实现对混合变电站内继电保护装置的测试，操作便捷。
[0023]在其中一实施例中，FPGA芯片110可以设有连接继电保护装置200的开入量端子，FPGA芯片110通过开入量端子接收状态信号。
[0024]具体地，状态信号以二进制的形式通过开入量端子输入至FPGA芯片110。I代表高电平，O代表低电平。继电保护装置200由闭合到断开或者断开到闭合时，FPGA芯片110开入量端子的相对应管脚会发生电平变化，此时FPGA芯片110会检测到此信号，发送中断信号给DSP芯片130，DSP芯片130在中断服务程序中，将8位代表状态信号代表的数据一起读回。
[0025]在其中一实施例中，测试参数包括开出量信号，FPGA芯片110还可以设有连接继电保护装置200的开出量端子。
[0026]工控机120将输入的开出量信号发送至DSP芯片130，DSP芯片130根据开出量信号获取开出量数据并发送至FPGA芯片110。FPGA芯片110通过开出量端子将开出量数据输出至继电保护装置200。本实施例中，继电保护混合输出的测试装置通过开出量数据来检测继电保护装置200的跳闸和信号。
[0027]在其中一实施例中，FPGA芯片110可以通过以太网的网络接口连接继电保护装置200。
[0028]FPGA芯片110将开出量数据编码为GOOSE报文，将测试信号编码为SMV报文，并将GOOSE报文存入以太网控制器后发送至继电保护装置200，以及按照预设间隔时间发送SMV报文至继电保护装置200ο本实施例中，继电保护混合输出的测试装置通过GOOSE报文来实现继电保护装置200的跳闸和信号。
[0029]具体地，以太网控制器为Ethernet控制器。FPGA芯片110判断前一报文的发送中断及Ethernet控制器的存储空间，若有空闲存储空间，优先将GOOSE报文写入到Ethernet控制器并设置发送，SMV报文需根据工控机120设置的预设间隔时间发送。FPGA芯片110发送报文的同时采样接收中断，在报文发送完毕后，读出接收报文数据并存储，由FPGA芯片110给出中 断信号通知DSP芯片130读取。
[0030]可以理解，继电保护混合输出的测试装置可以既包含开入量端子和开出量端子，又包含网络接口。因此，继电保护混合输出的测试装置可以采用开出量数据和GOOSE报文中的任意一种形式实现对继电保护装置200的跳闸和信号的检测。
[0031]例如，FPGA芯片110通过光网口连接继电保护装置。FPGA芯片110可以以IEC-61850规定的格式，将需要数字输出的测试信号分别封包成符合IEC-618509-1、IEC-618509-2的格式，通过光网口发送至继电保护装置200，从而实现数字测试信号的输出。
[0032]在另一实施例中，FPGA芯片110还可以通过串口连接继电保护装置200，将需要数字输出的测试信号封包为IEC-60044-8的格式发送至继电保护装置200。例如，FPGA芯片110可以通过光串口连接继电保护装置200。
[0033]在其中一实施例中，工控机120上可以设有报警装置，用于在工控机120判定继电保护装置200异常时发出报警信息。具体地，报警装置可以是用于发生声音告警的装置，例如语音播报器，还可以是显示报警信息内容的显示屏。通过报警装置及时向工作人员发出通知，以便快速处理异常情况。
[0034]在其中一实施例中，参考图2，继电保护混合输出的测试装置还可以包括电压功率放大器160和电流功率放大器170，数模转换器150通过电压功率放大器160和电流功率放大器170连接继电保护装置200。
[0035]具体地，数模转换器150可以为12路数模转换器，电压功率放大器160可以采用6路电压功率放大器，电流功率放大器170可以采用6路电流功率放大器。FPGA芯片110接收的需要模拟输出的测试信号对应的波形点的数据一共为12路，其中6路信号表示电压、6路信号表不电流。
[0036]数模转换器150将测试信号转换为模拟测试信号后，通过电压功率放大器160输出电压信号至继电保护装置200，通过电流功率放大器170输出电流信号至继电保护装置200。
[0037]具体地，电压功率放大器160和电流功率放大器170可以均采用B类放大器。电压功率放大器160采用模拟B类放大器的原理，以MOS管作为功率级，由运放驱动，整体电路简洁。精确控制各个工作点，可实现额定输出时，IkHz亦无明显的波形交越失真，恒压精度达0.01 %以内，预热时间短，长时间恒压变化小。电流功率放大器170也采用模拟B类放大原理设计，通过高精密运放推动MOS管组合方式，精确控制各个工作点和器件选择，用最小的静态电流达到最优的失真度，恒流精度高，波形质量良好，频响宽，功率大，长时间运行精度稳。
[0038]在其中一实施例中，继续参考图2，继电保护混合输出的测试装置还可以包括处理器180，用于接收工控机120发送的测试参数，并转发至DSP芯片130。通过采用独立的处理器180实现工控机120与DSP芯片130之间的通信，提高了通信效率。
[0039]具体地，处理器180采用时间同步系统，用于控制FPGA芯片110输出的数字测试信号和数模转换器150输出的模拟测试信号同步输出。
[0040]具体地，时间同步系统可以包括GPS接收系统、IRIG-B接收系统和IEEE-1588接收系统。三种模式的接收系统均可以实现Ius以内的对时精度。
[0041]在其他的实施例中，继电保护混合输出的测试装置的数量有多个，各个继电保护混合输出的测试装置之间通过时间同步系统控制多个模拟测试信号和数字测试信号同步输出。
[0042]具体地，时间同步系统通过GPS接收系统或者IRIG-B接收系统或者IEEE-1588接收系统，得到秒脉冲PPS和绝对时间信息UTC。多台继电保护混合输出的测试装置的处理器180根据预先设定的时间，在该设定时间与UTC时间同步时，启动输出，从而实现多台继电保护混合输出的测试装置之间模拟测试信号和数字测试信号的同步输出功能。
[0043]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0044]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，包括FPGA芯片、连接所述FPGA芯片的DSP芯片和数模转换器、以及连接所述DSP芯片的工控机，所述FPGA芯片和数模转换器还连接被测的继电保护装置； 所述工控机将输入的测试参数发送至所述DSP芯片； 所述DSP芯片根据所述测试参数获取测试信号并发送至所述FPGA芯片； 所述FPGA芯片将所述测试信号输出至所述数模转换器转换成模拟测试信号后输出至所述继电保护装置，以及输出数字测试信号至所述继电保护装置； 所述FPGA芯片接收所述继电保护装置根据所述模拟测试信号和数字测试信号输出的状态信号，并发送至所述DSP芯片，所述DSP芯片将所述状态信号转发至所述工控机； 所述工控机判断所述状态信号和预设状态信号是否一致；若是，判定所述继电保护装置正常，否则，判定所述继电保护装置异常。2.根据权利要求1所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，还包括电压功率放大器和电流功率放大器，所述数模转换器通过所述电压功率放大器和电流功率放大器连接所述继电保护装置； 所述数模转换器将所述测试信号转换为模拟测试信号后，通过所述电压功率放大器输出电压信号至所述继电保护装置，通过所述电流功率放大器输出电流信号至所述继电保护 目.ο3.根据权利要求2所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述电压功率放大器和电流功率放大器均采用B类放大器。4.根据权利要求1所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，还包括处理器，用于接收所述工控机发送的所述测试参数，并转发至所述DSP芯片。5.根据权利要求4所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述处理器采用时间同步系统，用于控制所述FPGA芯片输出的数字测试信号和数模转换器输出的模拟测试信号同步输出。6.根据权利要求5所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述继电保护混合输出的测试装置的数量有多个，各个继电保护混合输出的测试装置之间通过所述时间同步系统控制多个所述模拟测试信号和数字测试信号同步输出。7.根据权利要求1所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述FPGA芯片设有连接所述继电保护装置的开入量端子，所述FPGA芯片通过所述开入量端子接收所述状态信号。8.根据权利要求7所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述测试参数包括开出量信号； 所述FPGA芯片还设有连接所述继电保护装置的开出量端子； 所述工控机将输入的所述开出量信号发送至所述DSP芯片； 所述DSP芯片根据所述开出量信号获取开出量数据并发送至所述FPGA芯片； 所述FPGA芯片通过所述开出量端子将所述开出量数据输出至所述继电保护装置。9.根据权利要求8所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述FPGA芯片通过以太网的网络接口连接所述继电保护装置； 所述FPGA芯片将所述开出量数据编码为GOOSE报文，将所述测试信号编码为SMV报文，并将所述GOOSE报文存入以太网控制器后发送至所述继电保护装置，以及按照预设间隔时间发送所述SMV报文至所述继电保护装置。10.根据权利要求9所述的继电保护混合输出的测试装置，其特征在于，所述FPGA芯片还通过串口连接所述继电保护装置。
【专利摘要】本发明涉及一种继电保护混合输出的测试装置，包括FPGA芯片、连接FPGA芯片的DSP芯片和数模转换器、连接DSP芯片的工控机，FPGA芯片和数模转换器还连接被测的继电保护装置；工控机将输入的测试参数发送至DSP芯片；DSP芯片根据测试参数获取测试信号并发送至FPGA芯片；FPGA芯片将测试信号输出至数模转换器转换成模拟测试信号后输出至继电保护装置，以及输出数字测试信号至继电保护装置；FPGA芯片接收继电保护装置输出的状态信号并发送至DSP芯片，DSP芯片将状态信号转发至工控机；工控机判断状态信号和预设状态信号是否一致；若是，判定继电保护装置正常。因此可以实现对混合变电站内继电保护装置的测试，操作便捷。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN104898005
【申请号】CN201510376721
【发明人】彭海平, 高昌培, 熊学海, 赵凌, 齐雪雯, 高吉普, 李颖, 李未科, 刘雁冰, 熊勇, 梁东林, 田海涛
【申请人】贵州电网有限责任公司电力调度控制中心, 广东昂立电气自动化有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年7月1日
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