一种用于数字化保护的传统测试仪的接口装置
专利汇可以提供一种用于数字化保护的传统测试仪的接口装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种传统测试仪 接口 装置，该技术包括以下内容：使用 电缆 与传统测试仪连接，接入传统测试仪的模拟量输出和 开关 量输入输出，通过本装置的转换后输出满足IEC61850标准的数字 信号 ，完成对数字化条件下二次设备的测试。本发明属于电 力 系统控制领域，可用于解决数字化条件下传统测试仪大量闲置的问题，经济效益显著，具有广泛的推广意义。，下面是一种用于数字化保护的传统测试仪的接口装置专利的具体信息内容。
1.一种传统测试仪接口装置，所述接口装置与传统测试仪通过电缆连接，用于完成传统测试仪的数字化，其特征在于：
所述传统测试仪接口装置包括AD采集模块、开入模块、开出模块、管理模块、交换机模块和电源模块；
所述AD采集模块、开入模块、开出模块和管理模块采用高速的内部总线连接；
所述AD采集模块通过电缆与所述传统测试仪的模拟量电缆接口相连，通过交换机向待测保护装置输出使用的模拟量输入信息；
开入模块通过电缆和所述传统测试仪开出继电器接点连接，完成待测保护装置开关状态量采集；
开出模块通过电缆与所述传统测试仪开入采集部分连接，完成待测保护装置输出报文的接点转换工作；
管理模块完成对交换机的配置功能，同时接收数字化装置系统配置器配置的待测保护装置的模型文件，完成对输出数据内容和格式的规范，交换机在所述接口装置中作为输出扩展部分，通过内部灵活配置实现不同的输出组合；
所述电源模块为所述接口装置提供所需直流电源。
2.根据权利要求1所述的传统测试仪接口装置，其特征为：通过所述管理模块对所述模型文件的解析获得开入模块、开出模块、AD采集模块的输入输出信息，通过内部高速总线下载到开入模块、开出模块、AD采集模块；
所述开入模块将所采集的所述传统测试仪的开出信号转换为GOOSE报文输出到交换机，交换机根据管理模块对各输出端口的定义将GOOSE报文输出到相应端口，待测保护装置从所述相应端口上获得相关的GOOSE报文开入信息完成测试功能；
待测保护装置从管理模块定义的交换机端口注入保护动作信息GOOSE报文，所述开出模块从交换机上获得GOOSE报文，将报文转换为对应接点后，开出模块通过电缆将接点接至传统测试仪，完成保护装置的闭环测试；
管理模块通过内部总线将开入模块、开出模块、AD采集模块的报文格式分别下发到开入模块、开出模块、AD采集模块，通过交换机的配置端口将开入模块、开出模块、AD采集模块的端口和交换机外接端口进行逻辑上的连接，从而实现不同数据的流向控制。
3.根据权利要求1所述的传统测试仪接口装置，其特征为：所述接口装置内管理模块通过解析IEC61850模文件和配置文件支持IEC618560的模型配置，实现了IEC61850-8-1中的GOOSE通信服务和IEC61850-9中的采样值通信服务，具备与各厂家设备的互操作性。
技术领域
本发明属于电力系统控制领域，具体涉及一种可将传统测试设备数字化并应用于数字化保护装置测试的接口转换设备。
背景技术
1)数字式测试设备需要具备较多的以太网接口，其输入和输出方式和传统测试设备完全不兼容，在需要进行传统保护和数字保护混合测试的场合难于满足要求。
2)数字式测试设备需要用户重新购买，且造价较高，原先用户大量购买的传统测试设备无法使用，造成很大浪费。
本发明主要针对现有技术方案的缺点提出，比较好地解决了上述问题。
发明内容
一种传统测试仪接口装置，该接口装置一端直接通过电缆和传统测试仪连接，另一端通过交换机连接到待测保护装置，输出满足IEC61850的报文数据，其特征在于：
所述传统测试仪接口装置包括AD采集模块、开入模块、开出模块、管理模块、交换机模块和电源模块，所述AD采集模块、开入模块、开出模块和管理模块采用高速的内部总线连接，装置整体通过管理模块和附带的笔记本软件连接，实现人机操作界面。开入模块完成测试仪开出信号的采集，开入模块直接通过电缆采集到传统测试仪的开出信号，然后在开入模块中转换成GOOSE开入报文后传输到交换机，交换机根据管理模块对和待测保护装置连接的外接端口的定义将GOOSE开入报文输出到GOOSE发送端口，待测保护装置从这个外接端口上获得按照管理模块配置内容编码的GOOSE开入报文，完成测试功能；
待测保护装置从管理模块定义的交换机GOOSE接收端口注入保护动作信息GOOSE动作报文，开出模块从交换机上获得GOOSE动作报文，将GOOSE动作报文转换为管理模块配置的所述装置的对应物理接点，通过电缆将接物理接点和传统测试仪连接，完成保护装置的闭环测试；
对于保护装置使用模拟量输入信息，采用AD模块对测试仪输出的模拟量进行转换，AD插件将输出数据传递到交换机，交换机通过管理插件定义的模拟量输出端口输出数据到待测保护装置。
本发明的传统测试仪接口装置使用灵活，适用于各种条件下的测试要求。对于全数字设备的测试将待测设备接到转换装置的以太网交换机端口，根据待测装置的过程层数据端口定义采用管理模块配置转换装置的端口定义，适用于以太网条件下各种数字接口的保护设备。对于仅采样数字化或仅跳闸数字化的装置，未数字化的部分直接和传统测试仪连接，数字化部分通过转换装置和测试仪连接。
附图说明：
图1为传统测试仪接口装置输入输出功能示意图；
图2为传统测试仪接口装置内部模块示意图；
图3-1为传统测试仪接口装置GOOSE开入报文输出精确延时软件逻辑图；
图3-2为传统测试仪接口装置继电器输出精确延时软件逻辑图；
图4为传统测试仪接口装置AD转换模块示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种传统测试仪接口装置，如图1所示，该传统测试仪接口装置包括采样值(SV)和变电站通用事件(GOOSE)两部分功能，将传统的电缆接口转换为光纤以太网接口，输出具备多个以太网接口，配置灵活，可以适用各类以太网功能端口的要求。所述装置具备GOOSE发送端口、GOOSE接收端口、模拟量输出端口，GOOSE发送端口、GOOSE接收端口、模拟量输出端口的具体定义和分布由管理模块通过交换机配置接口实现配置。
如图2所示，所述传统测试仪接口装置包括AD采集模块、开入模块、开出模块、管理模块、交换机模块和电源模块，所述AD采集模块、开入模块、开出模块和管理模块采用高速的内部总线连接。本装置采用了模块化设计，各功能模块采用独立的CPU完成，通过高速的可扩展总线连接，在开关量或模拟量个数不满足要求时可以方便的实现扩展。独立的模块化设计还可以保证各模块功能的实时功能，对于开入和开出的报文/接点转换功能，接口装置在保证较小的延时同时最大程度上确保延时的精确性，从而为测试提供了评估依据。对于AD模块采集部分，接口装置可以根据外接同步信号进行同步采样，在保证采样输出延时较小的同时最大程度上保证采样时刻的精确，AD模块可以根据不同的装置需求设置不同的采样速率。所述装置的AD采集模块、开入模块、开出模块独立工作，在所述装置通电初始化时管理模块通过内部总线将AD采集模块、开入模块、开出模块的数据编码格式发送到各模块，并通过交换机配置端口定义GOOSE发送端口、GOOSE接收端口、模拟量输出端口，完成配置后，各模块开始独立工作。
管理模块为全装置的配置中心，通过管理插件的配置接口可以使用附带的配置软件下载配置信息，配置信息包含了AD采集模块、开入模块、开出模块的报文编码格式，同时可以通过附带的配置软件实现对交换机端口的配置，按照待测保护装置需要接入的端口需求配置所述接口装置的输出接口，可供选择的端口类型有：GOOSE发送端口、GOOSE接收端口、模拟量输出端口。附带的配置软件在笔记本上运行，通过读入待测装置的模型文件可以获得本接口装置需要的待测保护装置的全部模型文件信息，当模型文件中信息不全时，可以手动设置缺漏的参数。配置软件完成模型的解析工作，读出模型文件中订阅的GOOSE数据集和SV数据集，读出模型中发布的GOOSE数据集，所述接口装置的配置工具完成的是一个映射的工作，即将待测保护装置模型文件中列举的开关量输入、开关量输出、模拟量和所述接口装置自身硬件具备的开关量输入、开关量输出、模拟量进行连接，从而保证所述接口装置开入模块、开出模块、AD采集模块采集的数据能够被待测保护装置识别。当开入模块的端子有输入时，其映射的开入数据成员为1；当开入模块的端子无输入时，其映射的开入数据成员为0。当开出模块映射的数据集成员发生变化时，对应的开出继电器输出状态随之变化。管理模块从待测装置模型中读出测试所需的数据集，将AD转换的结果输出到采样数据帧中，每个AD模块支持一定数量的模拟量输入和采样帧输出，当数量不满足测试需求时采用扩张方式解决。
1、按测试设备要求设计软件逻辑
传统的GOOSE数据和接点的转换装置为智能操作箱或智能单元，对于其要求转换速度尽可能地快，提高整体保护系统的动作时间指标，对于传统测试仪转换装置而言，需要增加保护装置的动作时间，为实现精确测量，需要保证转换装置引入的附加延时精确可控，传统测试仪测试到的时间去除附加延时即为测得的动作时间，因此，所述传统测试仪接口装置需要实现延时的精确控制，其软件逻辑与常规转换装置有所不同。
1)精确延时实现
如图3-1所示，所述传统测试仪接口装置开入变位时触发定时中断，在定时期间开入模块的CPU将开入状态编码后放入报文数据缓存区，待定时中断时间到后发生中断，在中断中将数据直接送至以太网收发器。当装置收到订阅的以太网报文时判断完数据的有效性后触发定时中断，在定时期间解码报文并将映射的继电器状态刷新，将刷新后的数据储存在继电器状态缓存区中，待定时中断时间到后发生中断，在中断中刷新继电器开出状态。为保证数据延时的精确可控，开入、开出模块为独立的CPU控制，其输入输出的数据有一定限制，当不满足测试需求时，采用插入多个模块的总线扩展方式解决。如图3-1所示，开入模块硬件采集到开入变位后，直接触发开入模块内部CPU的定时中断，在等待定时中断发生期间完成GOOSE开入报文的编码，当定时中断发生时输出GOOSE开入报文，从而保证从开入变位到GOOSE开入报文发送的延时精确。
如图3-2所示，开出模块检测到有GOOSE动作报文输入后，直接触发开出模块内部CPU的定时中断，在等待定时中断发生期间完成GOOSE动作报文的解码，当定时中断发生时输出由管理模块预先配置制定的继电器接点，从而保证从GOOSE动作报文输入到继电器接点输出的延时精确。
2)同步采样功能
如图4所示，为保证差动保护等功能的采样同步，所述传统测试仪接口装置需要接入同步信号，在采样脉冲时刻实现同步采样，保证转换装置的采样和其它合并单元的采样同步，从而实现差动保护功能。当同步脉冲达到后，CPU发生外部变位中断，在中断中触发AD芯片的采样保持逻辑，采样保持时刻严格准时，等待AD芯片转换完毕后CPU读取AD数据，并立即将数据发送到以太网。为保证数据延时达到最小，数据帧的编码工作均预先完成，同时单个AD模块支持的模拟量个数和报文数据帧个数均有限制，当不满足测试需求时，采用插入多个模块的总线扩展方式解决。同步输入有信号变位时触发AD采样，所述装置根据外部同步输入的节奏进行采样，满足待测保护装置不同采样速率的要求。
2、获得互操作性
传统测试仪接口装置对外支持IEC61850国际标准，以此获得与各厂家设备的互操作性。传统测试仪接口装置附带的配置软件能够解析符合IEC61850-6要求的模型文件，传统测试仪接口装置支持GOOSE发布和GOOSE订阅，同时具备对IEC61850-9采样值报文的支持，在被测装置以太网功能定义方面，由于采用了交换机端口配置输出，可以兼容GOOSE、SV独立的模式，也可以兼容GOOSE和SV合一的模式，对于装置具备多个SV或GOOSE接口的情况也有很好的适应性。
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