专利名称：一种带保护测试用故障数据模型库的数字化保护测试仪的测试方法
技术领域：
本发明涉及用于对数字化保护装置进行测试的仪器设备，特别是带有保护测试用故障数据模型库，通过对保护测试用故障数据模型库中异常数据现象的模拟或再现，提供在工程现场对数字化保护装置防误动和闭锁能力进行考核与测试的仪器。
背景技术：
变电站智能化的目的就是要实现信息共享，变电站内通信网络作为信息共享实现的物理基�。渲匾圆谎远�。继电保护设备作为最重要的二次系统设备，其安全性和可靠性是电网安全稳定运行的前提和基础。数字化保护设备的信息来源主要来自于合并单元和智能终端，信息通道为光纤直连或光纤网络。一旦数据源(合并单元、智能终端等)、光纤通道或光纤网络出现异常、故障时，继电保护装置的功能是否会受到影响，是否会发生误动、非正常闭锁等行为，直接影响到电网的安全稳定运行。现场应用中，曾出现采样数据产生的“飞点”导致保护误动等事故案例。目前，针对数字化保护装置调试的数字化保护测试仪产品投入市场的时间不长， 功能不完善，其功能设置多照搬模拟保护测试仪，与常规保护测试仪不同之处在于输入输出由数字量取代了模拟量，未考虑或不能通过模拟或再现数据源或光纤网络出现的异常、 故障行为对数字化保护装置进行测试考核，而这些异常、故障行为通常是工程应用中曾经出现过或极有可能出现的。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有保护测试用故障数据模型库的数字化保护测试仪， 旨在通过收集现场曾出现的加至数字化保护装置的异常数据(如飞点数据、失步数据等)， 构建保护测试用故障数据模型库，利用数字化保护测试仪中的故障数据模型库检验数字化保护装置防误动技术措施的有效性，从而完善数字化保护装置的性能。本发明的目的是这样实现的一种带保护测试用故障数据模型库的数字化保护测试仪，包括，上位机；ARM处理器采用电以太网口与所述上位机连接，且分别连接三路光口 A、B、C以通过光纤以太网输出数据报文给被测数字化保护装置；DSP 通过HPI 口与ARM处理器连接；8路开入和4路开出挂接在DSP的外部并行I/O总线上；FT3板挂接在DSP的外部并行I/O总线上；其上FPGA的FT3板上有12路弱信号输出端和三组符合IEC60044-8规范的报文输出端以及光B码接口；GPS 接口与 DSP 连接。上述ARM处理器的具体型号是Cirrus Logic公司的EP9315 ;DSP的具体型号是TI 公司的TMS320VCM02A ；FPGA的具体型号是Actel公司的ft~oASIC 3系列中的A3P250 ；还具有，异常数据还原复现装置，其构成如下故障数据模型库构建单元将来自于现场故障录波器的异常数据按类型放入故障模型数据库，对于收集的采样率偏低的数据，对数据进行二次曲线插值处理，插值点在1-20 点之间设置，设置的原则应使插值后的最大采样率不超过IOK为限；故障数据模型库采用 ACCESS数据库，常见的故障数据类型分为丢帧、数据异常、失步、品质位无效、采样值报文序号偏差和传输数据序号跳变六类；异常数据测试单元根据测试前用户对故障数据模型库中异常数据相Va、Vb、Vc, Va’、Vb’、Vc’、la、lb、Ic、Ia' ,IbMc'的复选或单选式选择下载测试数据，并对采样值偏低的数据进行插值处理，对异常数据进行测试模拟，通过关键字对故障数据模型库进行检索，得到相应的异常数据；异常数据发送单元首先启动中断服务单元，在开启中断控制下，根据用户设置的规约类型进行数据组包和数据发送，发送完毕后，关中断，测试结束；异常数据回放单元接收异常数据后，进行输出，对异常状态进行回放，真实还原出现过的异常状态。上述六型故障数据类型定义为1)丢帧采样值在网络中传输时，由于各种原因丢失一个或多个采样值报文的情况；2)数据异常互感器故障，某段时间内的采样电压值和采样电流值出现异常的情况；3)失步MU运行过程中出现失步，采样值报文中的同步标志为失步；4)品质位无效采样值报文中数据的品质位为无效；5)采样值报文序号偏差多个MU失步，出现多个SV控制块之间采样序号SmpCnt
偏差；6)传输数据序号跳变网络传输出现延时，传输数据序号发送跳变。上述中断程序为当DSP完成一次ASDU的计算后，向单片机发出中断信号，使MCU 进入中断程序进行数据处理和发送，其它中断不能干扰这个过程。与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点1、收集现场曾出现的加至数字化保护装置的异常数据(如飞点数据、失步数据等)，构建保护测试用故障数据模型库，模型库中的数据现象均来自工程现场。2、利用研制的数字化保护测试仪复现真实的数据异常行为现象，并将其输入到数字化保护装置中，用于保护功能和性能的校验和防误动闭锁能力考核。本发明提供了工程现场模拟故障数据模型库中数据异常行为考核数字化保护装置的动作行为及性能指标的手段，完善现场保护装置的调试项目，消除保护装置的运行隐
串
)Qi、O本发明的特点将结合具体实施方式
加以进一步阐述。
图1是本发明测试仪硬件结构框图。
图2是本发明测试程序流程图。图3是图2的中断服务程序流程图。图4是本发明测试仪软件结构框图。
具体实施例方式数字化保护测试仪的前面板和后面板各部分功能定义见下表所示装置前后面板端子功能定义表
权利要求
1.一种带保护测试用故障数据模型库的数字化保护测试仪，其特征是包括，上位机； ARM处理器采用电以太网口与所述上位机连接，且分别连接三路光口 A、B、C以通过光纤以太网输出数据报文给被测数字化保护装置； DSP 通过HPI 口与ARM处理器连接； 8路开入和4路开出挂接在DSP的外部并行I/O总线上；FT3板挂接在DSP的外部并行I/O总线上；其上FPGA的FT3板上有12路弱信号输出端和三组符合IEC60044-8规范的报文输出端以及光B码接口； GPS接口 与DSP连接。
2.根据权利要求1所述的一种带保护测试用故障数据模型库的数字化保护测试仪，其特征是所述ARM处理器的具体型号是Cirrus Logic公司的EP9315 ；DSP的具体型号是TI 公司的TMS320VC5402A ；FPGA的具体型号是Actel公司的ProASIC 3系列中的A3P250 ；还具有，异常数据还原复现装置，其构成如下故障数据模型库构建单元将来自于现场故障录波器的异常数据按类型放入故障模型数据库，对于收集的采样率偏低的数据，对数据进行二次曲线插值处理，插值点在1-20 点之间设置，设置的原则应使插值后的最大采样率不超过IOK为限；故障数据模型库采用 ACCESS数据库，常见的故障数据类型分为丢帧、数据异常、失步、品质位无效、采样值报文序号偏差和传输数据序号跳变六类；异常数据测试单元根据测试前用户对故障数据模型库中异常数据相Va、Vb, Vc, Va'、 Vb’、Vc’、la、lb、Ic、Ia' ,IbMc'的复选或单选式选择下载测试数据，并对采样值偏低的数据进行插值处理，对异常数据进行测试模拟，通过关键字对故障数据模型库进行检索，得到相应的异常数据；异常数据发送单元首先启动中断服务单元，在开启中断控制下，根据用户设置的规约类型进行数据组包和数据发送，发送完毕后，关中断，测试结束；异常数据回放单元接收异常数据后，进行输出，对异常状态进行回放，真实还原出现过的异常状态。
3.根据权利要求2所述的一种带保护测试用故障数据模型库的数字化保护测试仪的测试方法，其特征是所述六型故障数据类型定义为1)丢帧采样值在网络中传输时，由于各种原因丢失一个或多个采样值报文的情况；2)数据异常互感器故障，某段时间内的采样电压值和采样电流值出现异常的情况；3)失步MU运行过程中出现失步，采样值报文中的同步标志为失步；4)品质位无效采样值报文中数据的品质位为无效；5)采样值报文序号偏差多个MU失步，出现多个SV控制块之间采样序号SmpCnt偏差；6)传输数据序号跳变网络传输出现延时，传输数据序号发送跳变。
4.根据权利要求3所述的一种带保护测试用故障数据模型库的数字化保护测试仪的测试方法，其特征是所述中断程序为当DSP完成一次ASDU的计算后，向单片机发出中断信号，使MCU进入中断程序进行数据处理和发送，其它中断不能干扰这个过程。
全文摘要
一种带保护测试用故障数据模型库的数字化保护测试仪，包括ARM处理器采用电以太网口与上位机连接，且分别连接三路光口A、B、C以通过光纤以太网输出数据报文给被测数字化保护装置；DSP通过HPI口与ARM处理器连接；8路开入和4路开出挂接在DSP的外部并行I/O总线上；FT3板挂接在DSP的外部并行I/O总线上；其上FPGA的FT3板上有12路弱信号输出端和三组符合IEC60044-8规范的报文输出端以及光B码接口；GPS接口与ARM处理器连接，还具有异常数据还原复现装置。本发明利用数字化保护测试仪中的故障数据模型库检验数字化保护装置防误动技术措施的有效性，从而完善数字化保护装置的性能。
文档编号G01R31/00GK102175940SQ20111003085
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者刘明忠, 向前, 姜振超 申请人:四川电力科学研究院
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