CN112671101B - 一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统及方法，其中，所述系统包括：测试激励生成主机、待测整屏柜和航插组；其中，所述航插组分别设置在所述测试激励生成主机上和设置在所示待测整屏柜上；所述测试激励生成主机和所述待测整屏柜基于所述航插组进行测试连接；所述待测整屏柜包括：待测线路屏柜、待测主变屏柜、待测母线屏柜。在本发明实施例中，具备多路高精度、大功率、可级联的模拟量输出，有利于整屏柜、多间隔的保护设备、智能终端测试；采用航插式连接，便于插拔、提高测试效率；可以输入测试网络背景压力，真实模拟变电站现场网络环境，准确屏柜保护设备在压力网络环境下的保护动作行为。

Description

一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统及方法

技术领域

本发明涉及智能变电站技术领域，尤其涉及一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统及方法。

背景技术

智能变电站发展迅速，数量众多的二次设备一般采用智能控制柜的方式组屏安装与部署，屏柜内的保护装置、智能终端等二次设备对外定义标准航插、统一接口，屏柜内部完成装置间、装置与航插等布线。以整屏柜的二次设备组装和航插接入的方式，易于现场的安装、调试、更换等，非常方便实现了即插即用。以智能控制柜和标准化航插部署方式，由于屏柜内部集合了保护装置、智能终端等设备，现有的继电保护测试仪一般针对单体装置进行测试，对这种多装置整屏柜缺乏有效测试手段；其次，继电保护测试仪输出电压电流路数有限，无法满足母线保护整屏柜测试的需求；再次，电缆直接采样、GOOSE组网方式的网络拓扑对网络具有一定的依赖性，需要注入一定网络背景压力，才能更加真实模拟现场网络环境；另外，以香蕉头输出的继电保护测试仪，在智能控制柜航插接入方式的测试时需要不断的更换接线头，导致接线数量大、易出错效率低下。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统及方法，具备多路高精度、大功率、可级联的模拟量输出，有利于整屏柜、多间隔的保护设备、智能终端测试；采用航插式连接，便于插拔、提高测试效率；可以输入测试网络背景压力，真实模拟变电站现场网络环境，准确屏柜保护设备在压力网络环境下的保护动作行为。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统，所述系统包括：测试激励生成主机、待测整屏柜和航插组；其中，

所述航插组分别设置在所述测试激励生成主机上和设置在所示待测整屏柜上；所述测试激励生成主机和所述待测整屏柜基于所述航插组进行测试连接；所述待测整屏柜包括：待测线路屏柜、待测主变屏柜、待测母线屏柜；

所述测试激励生成主机包括计算机模块、虚拟计算模块、对时与同步模块、百兆光通信模块、网络压力输出模块、第一模拟量功率源输出模块、第二模拟量功率源输出模块、第一以太网交换机和第二以太网交换机；所述计算机模块通过千兆以太网背板连接器方式连接到所述虚拟计算模块；所述虚拟计算模块分别于所述对时与同步模块、所示百兆光通信模块和所述网络压力输出模块连接；所述第一模拟量功率源输出模块和所述第二模拟量功率源输出模块分别采用千兆光以太网和光同步脉冲光纤方式与所述虚拟计算模块相连接；所述第一以太网交换机和所示第二以太网交换机分别于所述百兆光通信模块相连接。

可选的，所述虚拟计算模块用于接收GPS/光B码对时信号的输入，并解析GPS/光B码对时信号中的对时信息，根据所述对时信息生成系统内部同步时钟信息；其中，所述虚拟计算模块有DSP芯片、FPGA芯片和以太网PHY组成。

可选的，所述计算机模块为X86CPU计算机模块，所述计算机模块为所述系统的软件载体，闭环测试软件运行在所述计算机模块中，控制其他模块按照闭环测试软件设置的测试向量输出测试激励，同时所述计算机模块作为待测整屏柜中保护装置的MMS通信控制。

可选的，所述第一模拟量功率源输出模块和所述第二模拟量功率源输出模块均为输出9路电流和9路电压；

所述第一以太网交换机和所述第二以太网交换机均配置有16个百兆光以太网接口。

可选的，所述第一以太网交换机通过第一光以太网接口与所述百兆光通信模块的第一光网络连接；所述第二以太网交换机通过第一光以太网接口与所述百兆光通信模块的第二光网络连接；

所述第一以太网交换机通过第二光以太网接口与所述网络压力输出模块的第一光网络连接；所述第二以太网交换机通过第二光以太网接口与所述网络压力输出模块的第二光网络连接。

可选的，所述航插组包括第一航插接头、第二航插接头和模拟量航插接头；

所述第一航插接头包括MMS以太网光纤；所述第二航插接头包括GOOSE-A网光纤、GOOSE-B网光纤、对时光纤；

所述模拟量航插接头包括第一模拟量航插接头、第二模拟量航插接头、第三模拟量航插接头、第四模拟量航插接头、第五模拟量航插接头和第六模拟量航插接头。

可选的，所述计算机模块通过所述第一航插接头MMS以太网光纤与所述待测整屏柜相连接；

所述第一以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插头的GOOSE-A网光纤与所述待测整屏柜相连接；所述第二以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插接头的GOOSE-B网光纤与所述待测整屏柜相连接。

可选的，所述第一模拟量功率源输出模块通过对应的模拟量航插接头的模拟量传输通道与所述待测整屏柜相连接；所述第二模拟量功率源输出模块通过对应的模拟量航插接头的模拟量传输通道与所述待测整屏柜相连接。

可选的，所述第一模拟量功率源输出模块输出三组三相电压电流；所述第二模拟量功率源输出模块输出三组三相电压电流；

所述一模拟量功率源输出模块输出第一组三相电压电流通过第一模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述一模拟量功率源输出模块输出第二组三相电压电流通过第二模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述一模拟量功率源输出模块输出第三组三相电压电流通过第三模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述二模拟量功率源输出模块输出第一组三相电压电流通过第四模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述二模拟量功率源输出模块输出第二组三相电压电流通过第五模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述二模拟量功率源输出模块输出第三组三相电压电流通过第六模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接。

另外，本发明实施例还提供了一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试方法，所述方法包括：

计算机模块读取并解析待测整屏柜的保护装置的SCD文件，提取所述待测整屏柜的保护装置的SCD文件相关信息，所述CD文件相关信息包括设备类型、设备名称、设备型号、数据集；

所述计算机模块通过MMS以太网光纤获得待测整屏柜的保护装置的MMS相关信息，所述MMS相关信息包括：设备类型、设备名称、设备型号、数据集；

判断所述CD文件相关信息和所述MMS相关信息是否一致；

若不一致，则需要检查SCD文件并进行SCD文件更新或重新下载SCD文件；

若一致，则计算机模块依据设备类型、设备型号，调用已制定好的与设备类型、设备型号关联的测试模板，并加载所述测试模板；

实例化所述测试模板，所述计算模块将读取待测试整屏柜的保护装置相关的数据集更新到实例化的测试模板中，作为闭环测试的激励输出、结果逻辑判断的依据；

进行闭环测试，在闭环测试过程中，那就模块采用MMS以太网实时读取待测整屏柜的模拟量遥信测量信号，接收虚拟计算模块输出的GOOSE跳闸动作信号，计算机模块校验GOOSE跳闸动作信号以及跳闸动作时间是否满足要求，以及判断模拟量遥信测量信号的幅度、频率、相位信息，最后生成测试报告；

计算机模块在全部测试完测试模板的各个测试项后，通过MMS以太网将之前从待测整屏柜中读出的数据集配置文件再次写入到所述待测整屏柜中，确保恢复待测整屏柜的配置信息。

在本发明实施例中，具备多路高精度、大功率、可级联的模拟量输出，有利于整屏柜、多间隔的保护设备、智能终端测试；采用航插式连接，便于插拔、提高测试效率；可以输入测试网络背景压力，真实模拟变电站现场网络环境，准确屏柜保护设备在压力网络环境下的保护动作行为。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中的整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统的结构组成示意图；

图2是本发明实施例中的测试激励生成主机的结构组成示意图；

图3是本发明实施例中的整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试方法的流程示意图。

图中：1-第一航插接头；2-第二航插接头；3-第一模拟量航插接头；4-第二模拟量航插接头；5-第三模拟量航插接头；6-第四模拟量航插接头；7-第五模拟量航插接头；8-第六模拟量航插接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1和图2，图1是本发明实施例中的整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统的结构组成示意图；图2是本发明实施例中的测试激励生成主机的结构组成示意图。

如图1和图2所示，一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统，所述系统包括：测试激励生成主机、待测整屏柜和航插组；其中，所述航插组分别设置在所述测试激励生成主机上和设置在所示待测整屏柜上；所述测试激励生成主机和所述待测整屏柜基于所述航插组进行测试连接；所述待测整屏柜包括：待测线路屏柜、待测主变屏柜、待测母线屏柜；所述测试激励生成主机包括计算机模块、虚拟计算模块、对时与同步模块、百兆光通信模块、网络压力输出模块、第一模拟量功率源输出模块、第二模拟量功率源输出模块、第一以太网交换机和第二以太网交换机；所述计算机模块通过千兆以太网背板连接器方式连接到所述虚拟计算模块；所述虚拟计算模块分别于所述对时与同步模块、所示百兆光通信模块和所述网络压力输出模块连接；所述第一模拟量功率源输出模块和所述第二模拟量功率源输出模块分别采用千兆光以太网和光同步脉冲光纤方式与所述虚拟计算模块相连接；所述第一以太网交换机和所示第二以太网交换机分别于所述百兆光通信模块相连接。

在本发明具体实施过程中，所述虚拟计算模块用于接收GPS/光B码对时信号的输入，并解析GPS/光B码对时信号中的对时信息，根据所述对时信息生成系统内部同步时钟信息；其中，所述虚拟计算模块有DSP芯片、FPGA芯片和以太网PHY组成。

在本发明具体实施过程中，所述计算机模块为X86CPU计算机模块，所述计算机模块为所述系统的软件载体，闭环测试软件运行在所述计算机模块中，控制其他模块按照闭环测试软件设置的测试向量输出测试激励，同时所述计算机模块作为待测整屏柜中保护装置的MMS通信控制。

在本发明具体实施过程中，所述第一模拟量功率源输出模块和所述第二模拟量功率源输出模块均为输出9路电流和9路电压；所述第一以太网交换机和所述第二以太网交换机均配置有16个百兆光以太网接口。

在本发明具体实施过程中，所述第一以太网交换机通过第一光以太网接口与所述百兆光通信模块的第一光网络连接；所述第二以太网交换机通过第一光以太网接口与所述百兆光通信模块的第二光网络连接；所述第一以太网交换机通过第二光以太网接口与所述网络压力输出模块的第一光网络连接；所述第二以太网交换机通过第二光以太网接口与所述网络压力输出模块的第二光网络连接。

在本发明具体实施过程中，所述航插组包括第一航插接头、第二航插接头和模拟量航插接头；所述第一航插接头包括MMS以太网光纤；所述第二航插接头包括GOOSE-A网光纤、GOOSE-B网光纤、对时光纤；所述模拟量航插接头包括第一模拟量航插接头、第二模拟量航插接头、第三模拟量航插接头、第四模拟量航插接头、第五模拟量航插接头和第六模拟量航插接头。

在本发明具体实施过程中，所述计算机模块通过所述第一航插接头MMS以太网光纤与所述待测整屏柜相连接；所述第一以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插头的GOOSE-A网光纤与所述待测整屏柜相连接；所述第二以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插接头的GOOSE-B网光纤与所述待测整屏柜相连接。

在本发明具体实施过程中，所述第一模拟量功率源输出模块通过对应的模拟量航插接头的模拟量传输通道与所述待测整屏柜相连接；所述第二模拟量功率源输出模块通过对应的模拟量航插接头的模拟量传输通道与所述待测整屏柜相连接。

在本发明具体实施过程中，所述第一模拟量功率源输出模块输出三组三相电压电流；所述第二模拟量功率源输出模块输出三组三相电压电流；所述一模拟量功率源输出模块输出第一组三相电压电流通过第一模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；所述一模拟量功率源输出模块输出第二组三相电压电流通过第二模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；所述一模拟量功率源输出模块输出第三组三相电压电流通过第三模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；所述二模拟量功率源输出模块输出第一组三相电压电流通过第四模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；所述二模拟量功率源输出模块输出第二组三相电压电流通过第五模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；所述二模拟量功率源输出模块输出第三组三相电压电流通过第六模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接。

具体的，整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统包括测试激励生成主机、待测整屏柜和航插组；待测整屏柜包括：待测线路屏柜、待测主变屏柜、待测母线屏柜；测试激励生成主机包括计算机模块、虚拟计算模块、对时与同步模块、百兆光通信模块、网络压力输出模块、第一模拟量功率源输出模块、第二模拟量功率源输出模块、第一以太网交换机和第二以太网交换机；计算机模块通过千兆电以太网以背板连接器方式连接到虚拟机计算模块；虚拟机计算模块采用数据与对时总线分别与对时与同步模块、百兆光通信模块以及网络压力输出模块连接；并且虚拟机计算模块接收GPS/光B码对时信号的输入，并解析GPS/光B码对时信号中的对时信息，根据对时信息生成系统内部同步时钟信息；虚拟机计算模块内部主要由DSP芯片和FPGA芯片及以太网PHY组成。

计算机模块为标准的X86 CPU计算机模块，是整个测试系统的软件载体，闭环测试软件运行在该计算机模块中，控制其他模块按照闭环测试软件设置的测试向量输出测试激励，同时计算机模块也作为待测整屏柜中保护装置的MMS通信控制。

模拟量功率源输出模块包括第一模拟量功率源输出模块和第二模拟量功率源输出模块，第一模拟量功率源输出模块和第二模拟量功率源输出模块均分别采用千兆光以太网和光同步脉冲光纤方式与虚拟机计算模块相连。第一模拟量功率源输出模块和第二模拟量功率源输出模块均可输出9路电流和9路电压，一共18路电流和18路电压。

第一以太网交换机和第二以太网交换机的配置相同。第一以太网交换机和第二以太网交换机的配置均为16个百兆光以太网接口；第一以太网交换机的第一光以太网口接入到测试激励生成主机的百兆光通信模块的第一光网口，第二以太网交换机的第一光以太网口接入到测试激励生成主机的百兆光通信模块的第二光网口；第一以太网交换机的第二光以太网口连接到测试激励生成主机的网络压力输出模块的第一光以太网口，第二以太网交换机的第二光以太网口连接到测试激励生成主机的网络压力输出模块第二光以太网口；第一以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插接头的GOOSE-A网光纤与待测整屏柜的保护装置连接，第二以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插接头的GOOSE-B网光纤与待测整屏柜的保护装置连接。

因此，百兆光通信模块、网络压力输出模块和待测整屏柜通过第二航插接头的GOOSE-A网光纤和GOOSE-B网光纤组成2个独立的测试网络，即输出、接收测试数据、也可以输出背景网络压力数据。对时与同步模块接收虚拟机计算模块电信号对时信息，将电信号对时信息转换为对外的光对时信号(如光秒脉冲、光B码)，通过第二航插接头的对时光纤与待测整屏柜的保护装置连接，给其授时。

航插组包括第一航插接头、第二航插接头、模拟量航插接头。

第一航插接头包括MMS以太网光纤，计算机模块通过第一航插接头的MMS以太网光纤与待测整屏柜的保护装置连接。第二航插接头包括GOOSE-A网光纤、GOOSE-B网光纤、对时光纤，第一以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插接头的GOOSE-A网光纤与待测整屏柜的保护装置连接，第二以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插接头的GOOSE-B网光纤与待测整屏柜的保护装置连接，对时与同步模块通过第二航插接头的对时光纤与待测整屏柜的保护装置连接。模拟量航插接头为多个模拟量传输通道，第一模拟量功率源输出模块通过对应的模拟量航插接头的模拟量传输通道与待测整屏柜的保护装置连接。第二模拟量功率源输出模块通过对应的模拟量航插接头的模拟量传输通道与待测整屏柜的保护装置连接。

模拟量航插接头包括第一模拟量航插接头、第二模拟量航插接头、第三模拟量航插接头、第四模拟量航插接头、第五模拟量航插接头和第六模拟量航插接头。

第一模拟量功率源输出三组三相电压电流(IA、IB、IC、UA、UB、UC)，第二模拟量功率源输出三组三相电压电流(IA、IB、IC、UA、UB、UC)。第一模拟量功率源输出的第一组三相电压电流通过第一模拟量航插接头的六个模拟量通道与待测整屏柜的保护装置连接。第一模拟量功率源输出的第二组三相电压电流通过第二模拟量航插接头的六个模拟量通道与待测整屏柜的保护装置连接。第一模拟量功率源输出的第三组三相电压电流通过第三模拟量航插接头的六个模拟量通道与待测整屏柜的保护装置连接。第二模拟量功率源输出的第一组三相电压电流通过第四模拟量航插接头的六个模拟量通道与待测整屏柜的保护装置连接。第二模拟量功率源输出的第二组三相电压电流通过第五模拟量航插接头的六个模拟量通道与待测整屏柜的保护装置连接。第二模拟量功率源输出的第三组三相电压电流通过第六模拟量航插接头的六个模拟量通道与待测整屏柜的保护装置连接。

在本发明实施例中，具备多路高精度、大功率、可级联的模拟量输出，有利于整屏柜、多间隔的保护设备、智能终端测试；采用航插式连接，便于插拔、提高测试效率；可以输入测试网络背景压力，真实模拟变电站现场网络环境，准确屏柜保护设备在压力网络环境下的保护动作行为。

实施例

请参阅图3，图3是本发明实施例中的整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试方法的流程示意图。

如图3所示，一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试方法，所述方法包括：

S11：计算机模块读取并解析待测整屏柜的保护装置的SCD文件，提取所述待测整屏柜的保护装置的SCD文件相关信息，所述CD文件相关信息包括设备类型、设备名称、设备型号、数据集；

S12：所述计算机模块通过MMS以太网光纤获得待测整屏柜的保护装置的MMS相关信息，所述MMS相关信息包括：设备类型、设备名称、设备型号、数据集；

S13：判断所述CD文件相关信息和所述MMS相关信息是否一致；

S14：若不一致，则需要检查SCD文件并进行SCD文件更新或重新下载SCD文件；

S15：若一致，则计算机模块依据设备类型、设备型号，调用已制定好的与设备类型、设备型号关联的测试模板，并加载所述测试模板；

S16：实例化所述测试模板，所述计算模块将读取待测试整屏柜的保护装置相关的数据集更新到实例化的测试模板中，作为闭环测试的激励输出、结果逻辑判断的依据；

S17：进行闭环测试，在闭环测试过程中，那就模块采用MMS以太网实时读取待测整屏柜的模拟量遥信测量信号，接收虚拟计算模块输出的GOOSE跳闸动作信号，计算机模块校验GOOSE跳闸动作信号以及跳闸动作时间是否满足要求，以及判断模拟量遥信测量信号的幅度、频率、相位信息，最后生成测试报告；

S18：计算机模块在全部测试完测试模板的各个测试项后，通过MMS以太网将之前从待测整屏柜中读出的数据集配置文件再次写入到所述待测整屏柜中，确保恢复待测整屏柜的配置信息。

其中，数据集包括压板数据集、定值数据集、装置参数数据集、遥测数据集。

在获得SCD文件相关信息和MMS相关信息之后，将其存储为备份文件。

闭环测试内容包括：输出电压电流模拟量读取遥测信息，输出遥控跳闸命令读取遥信实现GOOSE开关点闭环测试，输出各类异常模拟量闭环测试保护逻辑，保护测试状态序列等；并根据待测保护装置相关的数据集修改待测保护装置的压板状态、控制字状态，以便保护装置逻辑功能正常；测试模板的各个测试项，解析封装成测试需要的测试参数信息，并采用背板通讯的千兆以太网发送测试参数信息到虚拟机计算模块，测试参数信息包括输出模拟量的通道号、输出模拟量的幅值、输出模拟量的初始角度、以及保护装置三相跳闸接点GOOSE映射值等；测试参数信息还包括测试项对应的网络压力参数，网络压力参数包括网络压力流量值、流量类型等，根据输出模拟量的幅值、输出模拟量的初始角度可以获得输出模拟量波形；虚拟机计算模块以40KHz采样率对输出模拟量波形进行离散化，实时计算模拟量瞬时值，虚拟机计算模块将10个模拟量瞬时值以250us的发送周期通过千兆光以太网发送到模拟量功率源输出模块(第一模拟量功率源输出模块/第二模拟量功率源输出模块)，即每250us内包含10个模拟量瞬时值，虚拟机计算模块同步输出4000Hz的光同步脉冲到模拟量功率源输出模块；虚拟机计算模块接收GPS/光B码对时信号输入，并将GPS/光B码对时信号中的对时信息解析出来，并根据对时信息生成系统内部同步时钟和电信号时间同步信息，并同步输出电信号时间同步信息到对时与同步模块，并由其转换成光B码对时信息到待测保护装置；模拟量功率源输出模块在4000Hz的光同步脉冲控制下，每250us将10个模拟量瞬时值进行数模转换以及功率放大后通过对应的模拟量航插接头的模拟量通道传输到待测保护装置；待测保护装置持续采样模拟量功率源输出模块输出的模拟量(电压电流)并依据保护设备内部的数据集(压板数据集、定值数据集、装置参数数据集、遥测数据集)等输出保护动作行为，该保护动作行为包括GOOSE跳闸动作、MMS动作报文等；百兆光通信模块接收并标记待测保护设备动作输出的GOOSE跳闸动作信号，并记录对应的时间戳信息，再将该包含时间戳信息的GOOSE跳闸动作信号传送至虚拟机计算模块。

其中，整屏柜接入的智能变电站保护设备闭环测试方法，还包括如下步骤：

步骤1、虚拟机计算模块包含FPGA芯片与DSP芯片组成的主板系统，DSP芯片采用背板方式的千兆以太网与计算机模块通信，DSP芯片采用高速SRIO总线与FPGA芯片通信，DSP芯片获取计算机模块下发的测试参数信息，DSP芯片根据测试参数信息计算出后续模拟量功率源输出模块需要的模拟量瞬时值，该模拟量瞬时值以千兆光以太网口发送模拟量功率源输出模块；

步骤2、虚拟机计算模块还包括对时接收电路，对时接收电路接收外部的GPS/光B码对时信号，并将GPS/光B码对时信号中的对时信息解析并提取以产生系统内部同步时钟，并同步输出电信号时间同步信息到对时与同步模块、百兆光通信模块、网络压力输出模块，做为对时与同步模块、百兆光通信模块、网络压力输出模块的时间同步信号源，对时与同步模块将输入的电信号时间同步信息转换成光B码对时信息通过第二航插接头到待测保护装置；并且将外部输入GPS/光B码信号中的秒脉冲信号计数分频为4000赫兹的同步信号，并以光同步脉冲方式发送至模拟量功率源输出模块；

步骤3、虚拟机计算模块采用背板方式的数据与对时总线连接到百兆光通信模块，百兆光通信模块接收到GOOSE跳闸动作信号进行标注时间戳，将标注时间戳的GOOSE跳闸动作信号上送值虚拟机计算模块，计算校核待测屏柜的保护设备动作逻辑与时间等，并将实时测试结果反馈到计算机模块；

步骤4、虚拟机计算模块根据计算机模块设置的网络压力参数，网络压力参数包括网络压力报文类型、报文流量值等，网络压力输出模块根据网络压力参数输出测试的背景网络压力数据，背景网络压力数据将注入到以太网交换机中，再以太网交换机中既有背景网络压力数据也有待测保护装置输出的GOOSE跳闸动作信号，以模拟真实网络环境中的保护装置动作行为。

在本发明实施例中，具备多路高精度、大功率、可级联的模拟量输出，有利于整屏柜、多间隔的保护设备、智能终端测试；采用航插式连接，便于插拔、提高测试效率；可以输入测试网络背景压力，真实模拟变电站现场网络环境，准确屏柜保护设备在压力网络环境下的保护动作行为。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

另外，以上对本发明实施例所提供的一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统及方法进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述系统包括：测试激励生成主机、待测整屏柜和航插组；其中，

所述航插组分别设置在所述测试激励生成主机上和设置在所示待测整屏柜上；所述测试激励生成主机和所述待测整屏柜基于所述航插组进行测试连接；所述待测整屏柜包括：待测线路屏柜、待测主变屏柜、待测母线屏柜；

所述测试激励生成主机包括计算机模块、虚拟计算模块、对时与同步模块、百兆光通信模块、网络压力输出模块、第一模拟量功率源输出模块、第二模拟量功率源输出模块、第一以太网交换机和第二以太网交换机；所述计算机模块通过千兆以太网背板连接器方式连接到所述虚拟计算模块；所述虚拟计算模块分别于所述对时与同步模块、所示百兆光通信模块和所述网络压力输出模块连接；所述第一模拟量功率源输出模块和所述第二模拟量功率源输出模块分别采用千兆光以太网和光同步脉冲光纤方式与所述虚拟计算模块相连接；所述第一以太网交换机和所示第二以太网交换机分别于所述百兆光通信模块相连接。

2.根据权利要求1所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述虚拟计算模块用于接收GPS/光B码对时信号的输入，并解析GPS/光B码对时信号中的对时信息，根据所述对时信息生成系统内部同步时钟信息；其中，所述虚拟计算模块有DSP芯片、FPGA芯片和以太网PHY组成。

3.根据权利要求1所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述计算机模块为X86CPU计算机模块，所述计算机模块为所述系统的软件载体，闭环测试软件运行在所述计算机模块中，控制其他模块按照闭环测试软件设置的测试向量输出测试激励，同时所述计算机模块作为待测整屏柜中保护装置的MMS通信控制。

4.根据权利要求1所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述第一模拟量功率源输出模块和所述第二模拟量功率源输出模块均为输出9路电流和9路电压；

所述第一以太网交换机和所述第二以太网交换机均配置有16个百兆光以太网接口。

5.根据权利要求1所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述第一以太网交换机通过第一光以太网接口与所述百兆光通信模块的第一光网络连接；所述第二以太网交换机通过第一光以太网接口与所述百兆光通信模块的第二光网络连接；

所述第一以太网交换机通过第二光以太网接口与所述网络压力输出模块的第一光网络连接；所述第二以太网交换机通过第二光以太网接口与所述网络压力输出模块的第二光网络连接。

6.根据权利要求1所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述航插组包括第一航插接头、第二航插接头和模拟量航插接头；

所述第一航插接头包括MMS以太网光纤；所述第二航插接头包括GOOSE-A网光纤、GOOSE-B网光纤、对时光纤；

所述模拟量航插接头包括第一模拟量航插接头、第二模拟量航插接头、第三模拟量航插接头、第四模拟量航插接头、第五模拟量航插接头和第六模拟量航插接头。

7.根据权利要求6所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述计算机模块通过所述第一航插接头MMS以太网光纤与所述待测整屏柜相连接；

所述第一以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插头的GOOSE-A网光纤与所述待测整屏柜相连接；所述第二以太网交换机的第三光以太网口通过第二航插接头的GOOSE-B网光纤与所述待测整屏柜相连接。

8.根据权利要求6所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述第一模拟量功率源输出模块通过对应的模拟量航插接头的模拟量传输通道与所述待测整屏柜相连接；所述第二模拟量功率源输出模块通过对应的模拟量航插接头的模拟量传输通道与所述待测整屏柜相连接。

9.根据权利要求8所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述第一模拟量功率源输出模块输出三组三相电压电流；所述第二模拟量功率源输出模块输出三组三相电压电流；

所述一模拟量功率源输出模块输出第一组三相电压电流通过第一模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述一模拟量功率源输出模块输出第二组三相电压电流通过第二模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述一模拟量功率源输出模块输出第三组三相电压电流通过第三模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述二模拟量功率源输出模块输出第一组三相电压电流通过第四模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述二模拟量功率源输出模块输出第二组三相电压电流通过第五模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接；

所述二模拟量功率源输出模块输出第三组三相电压电流通过第六模拟量航插接头的六个模拟量通道与所述待测整屏柜相连接。

10.一种整屏柜接入的智能变电保护设备闭环测试方法，包括权利要求1至9任一项所述的智能变电保护设备闭环测试系统，其特征在于，所述方法包括：

计算机模块读取并解析待测整屏柜的保护装置的SCD文件，提取所述待测整屏柜的保护装置的SCD文件相关信息，所述CD文件相关信息包括设备类型、设备名称、设备型号、数据集；

所述计算机模块通过MMS以太网光纤获得待测整屏柜的保护装置的MMS相关信息，所述MMS相关信息包括：设备类型、设备名称、设备型号、数据集；

判断所述CD文件相关信息和所述MMS相关信息是否一致；

若不一致，则需要检查SCD文件并进行SCD文件更新或重新下载SCD文件；

若一致，则计算机模块依据设备类型、设备型号，调用已制定好的与设备类型、设备型号关联的测试模板，并加载所述测试模板；

实例化所述测试模板，所述计算机模块将读取待测试整屏柜的保护装置相关的数据集更新到实例化的测试模板中，作为闭环测试的激励输出、结果逻辑判断的依据；

进行闭环测试，在闭环测试过程中，那就模块采用MMS以太网实时读取待测整屏柜的模拟量遥信测量信号，接收虚拟计算模块输出的GOOSE跳闸动作信号，计算机模块校验GOOSE跳闸动作信号以及跳闸动作时间是否满足要求，以及判断模拟量遥信测量信号的幅度、频率、相位信息，最后生成测试报告；

计算机模块在全部测试完测试模板的各个测试项后，通过MMS以太网将之前从待测整屏柜中读出的数据集配置文件再次写入到所述待测整屏柜中，确保恢复待测整屏柜的配置信息。

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