专利名称：Rtds与智能化继电保护装置接口系统的制作方法
技术领域：
RTDS与智能化继电保护装置接口系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种RTDS与智能化继电保护装置接口系统，特别是涉及一种智能化继电保护装置在RTDS动模试验中的接口方式与方法。
背景技术：
[0002]为了支持并推进我国能源战略的调整，国有电力企业在经过多年的探索后，开始在行业内大力发展并推广智能电网的建设。智能化变电站是智能电网的有机载体，智能变电站能否安全、稳定的运行关乎智能电网建设的命运。智能变电站在建设中给传统的二次设备、二次回路，甚至是基本实现原理方面带来了技术革命，尤其是给继电保护装置带来了技术创新、设备更新和试验方法等诸多变化。[0003]传统继电保护装置的RTDS试验，在近些年的专业发展过程中已经形成了相应的试验标准和规范，RTDS仿真设备也已经面向电力系统的仿真和试验，设计并定义了完整的模型库和I/O接口。而智能化继电保护装置，完全采用光数字的通讯模式，无法与RTDS既有的I/O接口相适应，如果不能解决这一问题，就无法建立起完善的智能化继电保护装置动模试验体系。因此，需要一种将智能化继电保护装置应用于现有RTDS设备的解决方案。发明内容[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种RTDS与智能化继电保护装置接口系统。智能化继电保护装置与RTDS既有的I/O接口相适应的接口系统与方法，解决继电保护装置智能化后带来的无法进行RTDS动模试验的问题，丰富针对智能化继电保护装置的试验手段。[0005]本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的:[0006]RTDS与智能化继电保护装置接口系统，包括:[0007]交流模拟量接口，用于连接RTDS仿真设备与智能化继电保护装置的采样环节，将RTDS中的模拟量输出信号转换为标准化的数字量输出信号，提供给智能化继电保护装置；[0008]开关量接口，用于在RTDS与智能化继电保护装置之间通讯“O”、“I”状态信号，将RTDS的输出电平信号转换为数字开关量接点信号，提供给智能化继电保护装置；同时，将智能化继电保护装置的数字开关量接点信号转换为电平信号，提供给RTDS ；[0009]用户接口，用于内部功能�？橛胪獠可璞负陀没Ы涌谥涞耐ㄑ�。[0010]所述交流模拟量接口，包括:模拟小信号输入端口、采集配置�？�、对时模块、合并�？�、输出�？椋黄渲�:所述模拟小信号输入端口，用于接入RTDS输出的0-10V交流小电压信号，对模拟输出的电子式互感器进行数字化处理；所述采集配置�？椋糜诟萦没枰瓿刹问渲煤拖凳髡墓δ埽⒔涑鏊椭了龊喜⒛？椋凰龊喜⒛？椋糜诤喜⒍嗦匪霾杉渲媚？榈氖涑觯缓蟀凑誌EC61850 9-1/2标准格式和被试继电保护装置的SCD文件配置要求，完成对输出通道和参数的配置；所述对时�？椋糜诮尤胪绞敝釉吹亩允毙藕牛谒龊喜⒛？榛方诙远嗦匪霾杉渲媚？榉⑺偷氖至啃藕沤型酱恚凰鍪涑瞿？椋糜诟萦没枰涑鍪直ㄎ模悄芑痰绫；ぷ爸米魑Ｄ饬渴淙�。[0011 ] 所述模拟小信号输入端口支持同时接入RTDS输出的双AD源。[0012]本实用新型具有以下有益效果:[0013]根据本实用新型的RTDS与智能化继电保护装置接口系统与方法，现有的RTDS仿真系统可以适用于智能化继电保护装置的动模试验，有助于加强对智能化继电保护装置的性能考核，从而保障智能电网二次系统安全、稳定运行。[0014]下面结合本实用新型的附图和具体实施例，对本实用新型加以详细的描述。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。
[0015]图1是本实用新型的交流模拟量接口示意图；[0016]图2是本实用新型的开关量接口不意图；[0017]图3是本实用新型的工作原理图。[0018]图中:模拟量小信号输入端口1，采集配置�？�2，合并�？�3，对时�？�4，输出模块5，IEC61850-9-1/2报文输出模块6，IEC60044-8报文输出�？�7，控制输出端口 8，光电转换�？�9，主配置�？�10，数字通讯模块11，通道配置�？�12，文件配置模块13，用户接口14。
具体实施方式
[0019]本实用新型是一种RTDS与智能化继电保护装置接口系统。包括:[0020]交流模拟量接口，用于连接RTDS仿真设备与智能化继电保护装置的采样环节，将RTDS中的模拟量输出信号转换为标准化的数字量输出信号，提供给智能化继电保护装置；[0021]开关量接口，用于在RTDS与智能化继电保护装置之间通讯“0”、“ I ”状态信号，将RTDS的输出电平信号转换为数字开关量接点信号，提供给智能化继电保护装置；同时，将智能化继电保护装置的数字开关量接点信号转换为电平信号，提供给RTDS ；[0022]用户接口，用于内部功能�？橛胪獠可璞负陀没Ы涌谥涞耐ㄑ�。所述交流模拟量接口，包括:模拟小信号输入端口、采集配置�？�、对时�？�、合并�？�、输出模块，其中:模拟小信号输入端口，用于接入RTDS输出的0-10V交流小电压信号,对模拟输出的电子式互感器进行数字化处理。采集配置�？椋糜诟萦没枰瓿刹问渲煤拖凳髡墓δ埽⒔涑鏊椭了龊喜⒛？�。合并�？椋糜诤喜⒍嗦匪霾杉渲媚？榈氖涑觯缓蟀凑誌EC61850 9-1/2标准格式和被试继电保护装置的S⑶文件配置要求，完成对输出通道和参数的配置。对时�？椋糜诮尤胪绞敝釉吹亩允毙藕牛谒龊喜⒛？榛方诙远嗦匪霾杉渲媚？榉⑺偷氖至啃藕沤型酱�。输出模块，用于根据用户需要，输出数字报文，给智能化继电保护装置作为模拟量输入。所述模拟小信号输入端口支持同时接入RTDS输出的双AD源。[0023]本实用新型所述和采集配置�？榘�:版本CRC校验功能，用于查看程序的版本号、CRC校验码与FPGA的版本号。额定输入与输出功能，用于根据用户需要，灵活设置模拟量的额定输入与相对应的额定输出的数字量。零漂与系数调整功能，用于进行零漂调整，和在信号传输损耗时，调整通道系数。固化信息功能，用于防止已配置的采样率、零漂、系数等系统参数在装置掉电时丢失，在配置完成后应进行固化操作。[0024]本实用新型所述输出�？榘�:IEC61850-9_l/2报文输出�？椋糜谑视帽曜蓟嬖冀涌诘闹悄芑痰绫；ぷ爸谩EC60044-8报文输出�？椋糜谑视肍T3非标接口的智能化继电保护装置。输出端口，同时支持ST和LC的接口方式。[0025]本实用新型所述开光量接口�？椋�:光电转换�？�、主配置�？�、数字通讯�？�。其中:光电转换模块，用于将RTDS识别的电平信号与外部数字逻辑信号进行相互转换，转换结果发送至RTDS或所述主配置模块。主配置�？椋糜诮龉獾缱荒？榇砗蟮氖致呒藕庞敫悄芑痰绫；ぷ爸弥涞氖滞ㄑ缎藕沤衅ヅ洌ヅ浜蠓⑺椭了龉獾缱荒？椋蛩龅氖滞ㄑ赌？�。数字通讯�？椋糜诮邮栈蚍⑺捅曜糋OOSE报文，支持ST和LC接口方式。[0026]本实用新型所述主配置�？椋�:通道配置�？椋糜诮龉獾缱荒？槭涑龅母髀呒藕胖萌肼呒ǖ揽猓虼勇呒ǖ揽獾汲鱿嘤Φ穆呒藕牛⑺椭了龉獾缱荒？椤Ｎ募渲媚？椋糜诮雎呒ǖ揽庥氡皇灾悄芑痰绫；ぷ爸檬视玫腟CD文件进行匹配，建立RTDS电平信号与GOOSE变位的对应关系。[0027]所述合并�？楹椭髋渲媚？榘ㄏ允酒聊唬糜谙允竞喜⒑蟮氖涑鲋岛透飨钆渲眯畔�。[0028]所述交流模拟量接口和所述开关量接口包括异常报警功能，用于指示用户�？榇τ诓徽９ぷ髯刺�。[0029]如图1所示，图1为本实用新型的交流模拟量接口工作原理图。其中，交流模拟量接口包括:模拟量小信号输入端口 I，其可以是直接与RTDS输出的0-10V交流小电压信号进行连接的端口，对模拟小信号进行数字化处理；采集配置�？�2，其可以是预置的软件程序，预留用户接口完成参数配置和系数调整功能，并将输出送至合并模块3 ;合并�？�3可以预留用户接口导入被试继电保护装置的SCD文件，配置输出通道和参数；对时�？�4，其可以接入外部同步对时信号，对多路采集配置�？�2发送的数字量信号进行同步处理；输出�？�5，可以是ST或LC光纤接口，其根据被试装置的不同可以输出不同规约的数字信号，正常情况下由IEC61850-9-1/2报文输出�？�6控制输出端口 8 ;若被试装置需要FT3格式报文，可以人工短接采集配置�？�2和IEC60044-8报文输出模块7，由IEC60044-8报文输出�？�7控制输出端口 8。[0030]如图2所示，其为本实用新型的开关量接口工作原理图。其中，开关量接口包括:光电转换�？�9、主配置�？�10、数字通讯�？�11。其中，光电转换模块9，可以将RTDSI/O设备提供的电平信号转换为数字逻辑信号，并发送至主配置�？�10，而主配置�？�10中通道配置�？�12可以将数字逻辑信号实时对应写入逻辑通道库；文件配置�？�13，可以按被试智能化继电保护装置适用的SCD文件配置输出报文格式；数字通讯�？�11，可以是ST或LC光纤接口，输出规定的GOOSE报文给智能继电保护装置。反过程亦然。[0031]现有系统支持的外部设备包括:配置端口，可以选RS-232或USB方式，访问目的是配置通道和导入SCD文件；显示屏，用于显示合并后的输出值和各项配置信息。[0032]如图3所示，现以智能化线路保护装置的动模试验为例说明RTDS与智能化继电保护装置接口系统。试验前，将被试线路保护装置使用的SCD文件通过用户接口 14的外设接口，分别导入合并模块3和文件配置�？�13 ;按照试验要求，将线路电流和线路电压通道通过用户接口 14的外设接口配置采集配置�？�2 ;按照被试装置的逻辑要求，将线路开关跳闸信号、合闸信号和位置信号通道通过用户接口 14的外设接口配置通道配置�？�12 ;将RTDS的GTAO或DDAC板卡按设定通道连接模拟量小信号输入端口 1，设定通道与采集配置�？�2中电流、电压通道相对应；将RTDS的GTDI和GTDO板卡按设定的通道连接光电转化模块9，设定通道与通道配置�？�12相对应；将输出端口 8通过光纤与保护装置SV端口连接，数字通讯�？�11与保护装置GOOSE端口连接。在RTDS中运行仿真试验模型，模型中一次值通过RTDS的GTAO或DDAC输出电压小信号至模拟量小信号输入端口 1，转换为数字量后经过采集配置�？�2和合并�？�3，三相电流和三相电压数字量在合并�？�3进行同步处理并打上时标，同步后的数据包发送至IEC61850-9-1/2报文输出�？�6，最后经过光输出模块8提供给保护装置，传输正确性通过显示屏和保护装置显示菜单进行检验。在保护装置中传动跳、合闸出口，GOOSE出口命令通过数字通讯�？�11，发送至文件配置�？�13，按照S⑶文件的配置在逻辑通道库中对应通道配置模块12中的逻辑通道，然后通过光电转换�？�9变成24V或5V的电平信号，提供给RTDS的GTDI板卡，在仿真模型中检验跳、合闸命令正确；同时，RTDS的GTDO板卡将上述开关的分、合闸位置通过GTDO的电平信号传送给光电转换模块9，转换后的数字逻辑信号经过通道配置模块12和文件配置�？�13，匹配成有效的GOOSE报文，最终通过数字通讯模块11提供给保护装置，在保护装置的开入量菜单检验分、合闸位置信号的正确性。[0033]本实用新型的RTDS与智能化继电保护装置接口系统，可以根据具体情况将内部的交流模拟量接口或开关量接口单独使用。此外，本实用新型还可以应用于诸如智能化安全自动装置等其他基于IEC61850通讯标准、采用光纤接口的设备与RTDS仿真系统的连接试验当中。
权利要求1.RTDS与智能化继电保护装置接口系统，其特征在于，包括: 交流模拟量接口，用于连接RTDS仿真设备与智能化继电保护装置的采样环节，将RTDS中的模拟量输出信号转换为标准化的数字量输出信号，提供给智能化继电保护装置； 开关量接口，用于在RTDS与智能化继电保护装置之间通讯状态信号，将RTDS的输出电平信号转换为数字开关量接点信号，提供给智能化继电保护装置；同时，将智能化继电保护装置的数字开关量接点信号转换为电平信号，提供给RTDS ； 用户接口，用于内部功能�？橛胪獠可璞负陀没Ы涌谥涞耐ㄑ�。
2.根据权利要求1所述的RTDS与智能化继电保护装置接口系统，其特征在于，所述交流模拟量接口，包括:模拟小信号输入端口、采集配置�？�、对时�？�、合并模块、输出模块；其中:所述模拟小信号输入端口，用于接入RTDS输出的O-1OV交流小电压信号，对模拟输出的电子式互感器进行数字化处理； 所述采集配置�？椋糜诟萦没枰瓿刹问渲煤拖凳髡墓δ埽⒔涑鏊椭了龊喜⒛？椋� 所述合并�？椋糜诤喜⒍嗦匪霾杉渲媚？榈氖涑觯缓蟀凑誌EC61850 9-1/2标准格式和被试继电保护装置的SCD文件配置要求，完成对输出通道和参数的配置； 所述对时模块，用于接入同步时钟源的对时信号，在所述合并�？榛方诙远嗦匪霾杉渲媚？榉⑺偷氖至啃藕沤型酱恚� 所述输出模块，用于根据用户需要，输出数字报文，给智能化继电保护装置作为模拟量输入。
3.根据权利要求2所述的RTDS与智能化继电保护装置接口系统，其特征在于，所述模拟小信号输入端口支持同时接入RTDS输出的双AD源。
专利摘要本实用新型涉及一种RTDS与智能化继电保护装置接口系统，特别是涉及一种智能化继电保护装置在RTDS动模试验中的接口方式与方法。本实用新型包括交流模拟量接口，开关量接口及用户接口。根据本实用新型的RTDS与智能化继电保护装置接口系统，现有的RTDS仿真系统可以适用于智能化继电保护装置的动模试验，有助于加强对智能化继电保护装置的性能考核，从而保障智能电网二次系统安全、稳定运行。
文档编号G01R1/04GK202975204SQ201220677310
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者杨飞, 于同伟, 张延鹏, 王学超, 朱钰, 张武洋, 郑志勤, 王昊 申请人:辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 东北电力科学研究院有限公司, 国家电网公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
