CN202997695U - 便携式智能变电站goose整体测试装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种便携式智能变电站GOOSE整体测试装置，其特点是：由相互连接的处理单元和通信单元组成，其中处理单元包括CPU，该CPU分别与存储器、输入器和显示器连接，而通信单元包括微处理器，该微处理器分别与以太网芯片、GPS时钟接口和内存连接。本实用新型的测试装置充分利用SCD文件中关于GOOSE报文的通信关键字、订阅关系和输入输出关系，构建整个智能变电站的数字二次回路，并使用图形化的方式进行操作，而且可同时输出多路GOOSE报文。

Description

便携式智能变电站GOOSE整体测试装置
技术领域
本实用新型涉及利用变电站配置描述文件（以下简称SCD文件）进行智能变电站面向通用对象的变电站事件（以下简称GOOSE）整体测试的装置，尤其是一种便携式智能变电站GOOSE整体测试装置。 
背景技术
随着IEC61850标准的颁布以及相关工程的推广应用，采用GOOSE机制的跳闸及联闭锁解决方案已逐步在智能变电站中广泛应用，甚至部分模拟信息也通过GOOSE进行传送。通过以太网传输的GOOSE软报文取代了传统二次回路使用的大量电缆，为工程设计、实施带来极大便利。但在实际工程应用中，由于传统二次回路是直接电缆连接，直观明了，而GOOSE通信机制要求信息的产生者和信息的使用者必须通过订阅来构建数字二次回路。同时，GOOSE测试不单是信号量的测试，同时还有订阅关系，是一个多智能电子设备（以下简称IED设备）协同配合的测试。 
目前绝大部分的现场测试设备对GOOSE的支持非常有限，而复杂的联闭锁逻辑一般都是多IED设备协同配合才能完成，配置过程复杂而且工作量大，需要多台测试仪器共同完成。一旦订阅关系或逻辑关系有变动，又要重新做一遍试验，增加的额外工作量可想而知。另一方面，一个智能变电站内有诸多逻辑关系需要测试，还有一些信号量需要逐个对点，工程工作量很大。现在智能变电站的调试和检修人员急需一种适用于智能变电站内GOOSE整体测试的便携式仪器，以提高工作效率和降低测试过程的 繁琐度。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种便携式智能变电站GOOSE整体测试装置，能够减小体积、降低重量从而方便调试检修人员使用，同时因为具有高度精确的发送和接收控制也可以满足对时间精度要求比较高的测试。 
一种便携式智能变电站GOOSE整体测试装置，其特别之处在于：由相互连接的处理单元和通信单元组成，其中处理单元包括CPU，该CPU分别与存储器、输入器和显示器连接，而通信单元包括微处理器，该微处理器分别与以太网芯片、GPS时钟接口和内存连接。 
其中CPU的处理系统包括：SCD处理模块，从而用于解析SCD文件并从中提取GOOSE报文关键字、GOOSE的订阅关系和GOOSE信号量的输入输出关系；数字二次回路处理模块，从而用于图形化显示数字二次回路并在图中进行GOOSE信号量的分合操作；测试管理模块，从而用于管理和维护GOOSE的测试过程；调度管理模块，从而用于GOOSE测试过程的控制以及CPU与微处理器之间的数据调度。 
其中处理单元中的CPU采用嵌入式处理器，存储器采用硬盘、SSD盘或FLASH盘，输入器采用键盘、鼠标或触摸屏幕，显示器采用CRT显示器或液晶显示器。 
其中通信单元中的微处理器采用FPGA，以太网芯片采用千兆以太网芯片，GPS时钟接口采用IRIG-B编码输出接口，内存采用DDR内存。 
其中处理单元的CPU通过PCIe总线与通信单元的微处理器连接，从而双向通信。 
本实用新型的测试装置充分利用SCD文件中关于GOOSE报文的通信关键字、订阅关系和输入输出关系，构建整个智能变电站的数字二次回路， 并使用图形化的方式进行操作，而且可同时输出多路GOOSE报文。以此测试装置为载体进行智能变电站GOOSE整体测试，其有益效果是：1、手持式。方便调试检修人员携带和测试。2、操作简单。本实用新型的产品无需进行复杂的通信配置，只需SCD文件导入即可，操作人员只需控制状态量的开合即可完成测试。3、效率高。测试过程可保存和导入，可批量完成GOOSE对点等重复性高的测试。 
附图说明
附图1为本实用新型的逻辑原理框图； 
附图2为本实用新型中处理系统的逻辑原理框图； 
附图3为本实用新型中CPU的软件工作流程图； 
附图4为本实用新型中CPU的软件工作流程图； 
附图5为本实用新型中FPGA内部工作流程图； 
附图6为本实用新型中FPGA内部工作流程图； 
附图7为本实用新型中FPGA内部工作流程图。 
具体实施方式
如图1所示，本实用新型是一种便携式智能变电站GOOSE整体测试装置，由相互连接的处理单元和通信单元组成，其中处理单元包括CPU，该CPU分别与存储器、输入器、显示器和处理系统连接，而通信单元包括微处理器，该微处理器分别与以太网芯片、GPS时钟接口和内存连接。 
如图2所示，处理单元中的处理系统（软件部分）包括：SCD处理模块，从而用于解析SCD文件并从中提取GOOSE报文关键字、GOOSE的订阅关系和GOOSE信号量的输入输出关系；数字二次回路处理模块，从而用于图形化显示数字二次回路并在图中进行GOOSE信号量的分合操 作；测试管理模块，从而用于管理和维护GOOSE的测试过程；调度管理模块，从而用于GOOSE测试过程的控制以及CPU与微处理器之间的数据调度。 
其中处理单元的CPU采用嵌入式处理器，存储器采用硬盘、SSD盘或FLASH盘，输入器采用键盘、鼠标或触摸屏幕，显示器采用CRT显示器或液晶显示器。通信单元的微处理器采用FPGA，以太网芯片采用千兆以太网芯片，GPS时钟接口采用IRIG-B编码输出接口，内存采用DDR内存。并且处理单元的CPU通过PCIe总线与通信单元的微处理器连接，从而双向通信。 
本实用新型的工作原理是： 
1、根据SCD文件内GOOSE的通信关键字、订阅关系和信号量的输入输出关系导出智能变电站的数字二次回路，并以图形化的方式显示和控制。 
2、根据测试对象来编辑GOOSE的测试过程，包括测试对象所需信号量的开合值、各信号量的开合的先后顺序，信号量发出后被测设备的反馈信号等。 
3、根据编辑完成的GOOSE测试过程，控制FPGA进行GOOSE报文的发送和接收，并将接收到的信息与GOOSE测试过程中的反馈信号进行比对，最终完成GOOSE测试。 
实施例1： 
本实施例的手持式智能变电站GOOSE整体测试装置如图1和图2所示，包括安装在手持机箱内的处理单元和通信单元。通信单元含有FPGA、分别与FPGA连接的千兆以太网（PHY）芯片，以及GPS时钟接口IRIG-B，DDR内存。处理单元则含有CPU、处理系统、分别与CPU连接的存储器、输入器和显示器；其中FPGA采用Xilinx系列处理器（型号Virtex6），CPU 采用嵌入式处理器（型号IntelATOM），存储器采用硬盘、SSD盘或FLASH盘等，输入器采用键盘、鼠标或触摸屏等，显示器采用通用CRT显示器或液晶显示器。另外FPGA通过PCIe总线连接CPU。 
如图2所示，处理系统含有：SCD处理模块、数字二次回路处理模块、测试管理模块和调度管理模块。其中SCD处理模块用于解析SCD文件并从中提取GOOSE报文关键字、GOOSE的订阅关系和GOOSE信号量的输入输出关系，数字二次回路处理模块用于图形化显示数字二次回路并在图中进行GOOSE信号量的分合操作，测试管理模块用于管理和维护GOOSE的测试过程，调度管理模块用于GOOSE测试过程的控制以及CPU与FPGA之间的数据调度。 

Claims (4)

1.一种便携式智能变电站GOOSE整体测试装置，其特征在于：由相互连接的处理单元和通信单元组成，其中处理单元包括CPU，该CPU分别与存储器、输入器和显示器连接，而通信单元包括微处理器，该微处理器分别与以太网芯片、GPS时钟接口和内存连接。 
2.如权利要求1所述的便携式智能变电站GOOSE整体测试装置，其特征在于：其中处理单元中的CPU采用嵌入式处理器，存储器采用硬盘、SSD盘或FLASH盘，输入器采用键盘、鼠标或触摸屏幕，显示器采用CRT显示器或液晶显示器。 
3.如权利要求1所述的便携式智能变电站GOOSE整体测试装置，其特征在于：其中通信单元中的微处理器采用FPGA，以太网芯片采用千兆以太网芯片，GPS时钟接口采用IRIG-B编码输出接口，内存采用DDR内存。 
4.如权利要求1所述的便携式智能变电站GOOSE整体测试装置，其特征在于：其中处理单元的CPU通过PCIe总线与通信单元的微处理器连接，从而双向通信。 
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