專利名稱:一種基于ieee 802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置的制造方法
【專利摘要】一種基于IEEE 802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，包括嵌入式工控機(jī)及其外設(shè)組成的上層平臺(tái)（1）、高速數(shù)字信號(hào)處理器及其外設(shè)組成的中間平臺(tái)（2）和功率放大器及其保護(hù)電路組成的底層平臺(tái)（3）。所述中層平臺(tái)包括數(shù)字信號(hào)處理器、雙端口RAM存儲(chǔ)器、DAC電路、電源模塊、隔離放大低通濾波電路、可編程邏輯器件和PCL橋接器。所述底層平臺(tái)包括功放電路、模擬量輸出電路、開入電路、開出電路和各通道控制繼電器。本實(shí)用新型通過設(shè)置測(cè)試參數(shù)可在勵(lì)磁系統(tǒng)或繼電保護(hù)報(bào)警的時(shí)候自動(dòng)降低或停止所加模擬量，最大限度的模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，驗(yàn)證機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能，使得出的結(jié)果更真實(shí)可信。
【專利說明】
一種基于IEEE 802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，屬電網(wǎng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)外發(fā)生的多次大停電事故顯示，機(jī)組涉網(wǎng)保護(hù)和限制與電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)配合是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。源網(wǎng)不協(xié)調(diào)，可能會(huì)誘發(fā)事故，甚至?xí)斐墒鹿蕯U(kuò)大化的嚴(yán)重后果。
[0003]2012年國家電網(wǎng)公司開展了并網(wǎng)機(jī)組機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)專項(xiàng)核查工作，針對(duì)某省200MW及以上火電機(jī)組的涉網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行了核查。通過核查，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)子過勵(lì)限制功能與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)、勵(lì)磁系統(tǒng)低勵(lì)限制與發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、勵(lì)磁系統(tǒng)V/f限制與發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁保護(hù)之間的配合不滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，具體表現(xiàn)在發(fā)電機(jī)保護(hù)先于勵(lì)磁系統(tǒng)限制動(dòng)作。這些問題不僅直接危及發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，也威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題，各發(fā)電企業(yè)陸續(xù)開展了機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)重要參數(shù)重新整定工作，對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)過勵(lì)限制、低勵(lì)限制、V/f限制功能實(shí)現(xiàn)程序進(jìn)行了升級(jí)。但相當(dāng)一部分發(fā)電企業(yè)完成軟件升級(jí)工作后未進(jìn)行實(shí)測(cè)試驗(yàn)，這是因?yàn)閷?shí)測(cè)試驗(yàn)存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)性，發(fā)電企業(yè)不敢貿(mào)然在機(jī)組運(yùn)行情況下開展實(shí)測(cè)工作。這樣就無法驗(yàn)證參數(shù)重新整定后，機(jī)組保護(hù)功能和勵(lì)磁限制功能到底能不能合理協(xié)調(diào)配合的問題，機(jī)組運(yùn)行仍然存在著安全隱患。
[0005]目前現(xiàn)有的技術(shù)中，有部分發(fā)電企業(yè)利用機(jī)組停機(jī)檢修機(jī)會(huì)，利用繼電保護(hù)測(cè)試儀加模擬量的方法來驗(yàn)證機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能。但這種做法有個(gè)缺陷，以過勵(lì)限制實(shí)測(cè)試驗(yàn)為例，繼保測(cè)試儀在收到勵(lì)磁系統(tǒng)過勵(lì)限制報(bào)警后不能自動(dòng)把加入的勵(lì)磁電流模擬量降低，還是持續(xù)加入原來的量，這樣就必須通過人工來控制，而導(dǎo)致試驗(yàn)存在很大誤差，試驗(yàn)結(jié)果也就沒什么意義了，更談不上和發(fā)電機(jī)保護(hù)配合性能的驗(yàn)證了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)驗(yàn)證機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能存在的問題，本實(shí)用新型提出一種基于IEEE 802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下，一種基于IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，包括嵌入式工控機(jī)及其外設(shè)組成的上層平臺(tái)、高速數(shù)字信號(hào)處理器及其外設(shè)組成的中間平臺(tái)、功率放大器及其保護(hù)電路組成的底層平臺(tái)三部分。
[0008]所述裝置上層平臺(tái)采用高性能嵌入式工控機(jī)作為控制微機(jī)通過PCI接口與中間層控制板進(jìn)行通信，通過802.1lb無線網(wǎng)關(guān)與從機(jī)進(jìn)行無線通信。主機(jī)和從機(jī)是指兩套相同的測(cè)試系統(tǒng)。在進(jìn)行機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試時(shí)，其中一臺(tái)設(shè)備放置于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器旁，另一臺(tái)相同的設(shè)備放置于發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)屏旁。兩臺(tái)設(shè)備其中一臺(tái)可設(shè)置為主機(jī)，另一臺(tái)則設(shè)置為從機(jī)。
[0009]所述裝置中間平臺(tái)包括數(shù)字信號(hào)處理器、雙端口 RAM存儲(chǔ)器、DAC電路、電源模塊、隔離放大低通濾波電路、可編程邏輯器件和PCL橋接器。可編程邏輯器件分別與PCL橋接器、雙端口 RAM存儲(chǔ)器、E2PRO存儲(chǔ)器、數(shù)字信號(hào)處理器、DAC電路互聯(lián)；隔離放大低通濾波電路分別與數(shù)字信號(hào)處理器、DAC電路互聯(lián);PCL橋接器與E2PRO存儲(chǔ)器互聯(lián)；隔離放大低通濾波電路連接底層功放電路;PCL橋接器與上層的PLC接口連接;PCL橋接器與雙端口 RAM存儲(chǔ)器互聯(lián)，雙端口RAM存儲(chǔ)器與數(shù)字信號(hào)處理器互聯(lián)，數(shù)字信號(hào)處理器與DAC電路互聯(lián)；電源模塊向器件和電路供電。
[0010]所述雙端口 RAM存儲(chǔ)器為DPRAM存儲(chǔ)器;數(shù)字信號(hào)處理器為DSP56F807芯片；可編程邏輯器件為CPLD。
[0011 ]所述DAC電路采用高精度D/A轉(zhuǎn)換器，保證了全范圍內(nèi)電流、電壓的精度和線性度；選用AD669作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器件。由于D/A轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)是離散點(diǎn)構(gòu)成，并且考慮到AD669輸出與后續(xù)的功放大信號(hào)的影響，在AD669輸出端口需要加隔離將高壓信號(hào)隔離開，隔離放大器后加濾波器在將AD669輸出的信號(hào)高頻部分濾除，從而得到更加平滑的模擬信號(hào)。
[0012]所述裝置的底層平臺(tái)包括功放電路、模擬量輸出電路、開入電路、開出電路和各通道控制繼電器。模擬量輸出電路的輸入端連接中間平臺(tái)的隔離放大低通濾波電路，輸出端連接功放電路;開出電路的輸入端連接中間平臺(tái)的隔離放大低通濾波電路，輸出端連接各通道控制繼電器;功放電路與各通道控制繼電器互聯(lián);開入電路連接中間平臺(tái)的隔離放大低通濾波電路。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型通過設(shè)置測(cè)試參數(shù)可在勵(lì)磁系統(tǒng)或繼電保護(hù)報(bào)警的時(shí)候自動(dòng)降低或停止所加模擬量，最大限度的模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，驗(yàn)證機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能，使得出的結(jié)果更真實(shí)可信。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試效果顯示，以往一臺(tái)機(jī)組機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試，從找定值、看說明書，接線、配置測(cè)試參數(shù)等，熟練測(cè)試人員要測(cè)試一個(gè)小時(shí)以上，而且結(jié)果還存在誤差，且不能模擬真實(shí)實(shí)際系統(tǒng)。本方法在無需測(cè)試人員干預(yù)的前提下，能夠15分鐘全部測(cè)試完畢。
【附圖說明】

[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]其中，I是上層平臺(tái)；2是中間平臺(tái)；3是底層平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如圖1所示。
[0017]本實(shí)施例一種基于IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，包括嵌入式工控機(jī)及其外設(shè)組成的上層平臺(tái)1、高速數(shù)字信號(hào)處理器及其外設(shè)組成的中間平臺(tái)2、功率放大器及其保護(hù)電路組成的底層平臺(tái)3三部分。
[0018]本實(shí)施例裝置的上層平臺(tái)采用高性能嵌入式工控機(jī)作為控制微機(jī)，直接運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)。通過PCI接口與中間層控制板進(jìn)行通信，通過802.1Ib無線網(wǎng)關(guān)與從機(jī)進(jìn)行無線通信。
[0019]本實(shí)施例裝置的中間平臺(tái)包括數(shù)字信號(hào)處理器、雙端口 RAM存儲(chǔ)器、DAC電路、電源模塊、隔離放大低通濾波電路、可編程邏輯器件和PCL橋接器。
[0020]中間層硬件平臺(tái)是基于DSP設(shè)計(jì)的，以數(shù)字信號(hào)處理器DSP56F807為核心，它與上層工控機(jī)通過PCI總線連接，93LC56B系列E2PR0M作為PCI9054配置芯片。PCI9054與DSP之間由雙端口 RAM通過中斷方式實(shí)現(xiàn)通信。復(fù)雜可編程邏輯器件EPM7128AE-10作為邏輯控制功能器件。
[0021]中間層是基于PCI總線、以DSP為核心的硬件平臺(tái)。其主要功能有:
[0022]a)通過PCI橋接器PCI9054與上層工控機(jī)進(jìn)行通信;從而實(shí)現(xiàn)通過PCI
[0023]總線接收上層實(shí)驗(yàn)參數(shù)和各種控制命令;并可將中間層時(shí)間戳、底層的開入量和故障保護(hù)等信息傳輸?shù)缴蠈映绦颍?br>[0024]b)由DDS算法產(chǎn)生測(cè)試試驗(yàn)所需的各類波形信號(hào)，并通過CPLD控制來片選D/A轉(zhuǎn)換器，分別使能八個(gè)通道中的各個(gè)通道輸出；
[0025]c)輸出開出量，以控制功放通道的輸入端的繼電器，達(dá)到使能功放通道的作用。其主要目的是為了保護(hù)功放電路，并可將低各通道的功放電路在無輸入時(shí)的功耗。
[0026]d)實(shí)時(shí)檢測(cè)功放部分保護(hù)信號(hào)和繼電器狀態(tài)信號(hào)，其中保護(hù)信號(hào)是經(jīng)CPLD檢測(cè)后以開入量輸入到DSP，以實(shí)現(xiàn)在線故障檢測(cè)和故障切除。
[0027]本實(shí)施例裝置的底層平臺(tái)包括功放電路、模擬量輸出電路、開入電路、開出電路和各通道控制繼電器。
[0028]本實(shí)施例底層平臺(tái)在功放設(shè)計(jì)方面，電流、電壓等模擬量一直堅(jiān)持采用高性能線性放大器輸出方式，使電流、電壓源可直接輸出從直流到含各種頻率成份的波形，如方波、各次諧波疊加的組合波形，故障暫態(tài)波形等，并且輸出波形干凈平滑，對(duì)鄰近設(shè)備無高頻輻射干擾，可以較好地模擬各種過勵(lì)、低勵(lì)、V/f限制等故障時(shí)的電流、電壓特征。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，包括嵌入式工控機(jī)及其外設(shè)組成的上層平臺(tái)、高速數(shù)字信號(hào)處理器及其外設(shè)組成的中間平臺(tái)和功率放大器及其保護(hù)電路組成的底層平臺(tái)， 其特征在于，所述中層平臺(tái)包括數(shù)字信號(hào)處理器、雙端口RAM存儲(chǔ)器、DAC電路、電源模塊、隔離放大低通濾波電路、可編程邏輯器件和PCL橋接器;可編程邏輯器件分別與PCL橋接器、雙端口RAM存儲(chǔ)器、E2PRO存儲(chǔ)器、數(shù)字信號(hào)處理器、DAC電路互聯(lián)；隔離放大低通濾波電路分別與數(shù)字信號(hào)處理器、DAC電路互聯(lián);PCL橋接器與E2PRO存儲(chǔ)器互聯(lián)；隔離放大低通濾波電路連接底層功放電路;PCL橋接器與上層的PLC接口連接;PCL橋接器與雙端口 RAM存儲(chǔ)器互聯(lián)，雙端口RAM存儲(chǔ)器與數(shù)字信號(hào)處理器互聯(lián)，數(shù)字信號(hào)處理器與DAC電路互聯(lián)；電源模塊向器件和電路供電； 所述底層平臺(tái)包括功放電路、模擬量輸出電路、開入電路、開出電路和各通道控制繼電器;模擬量輸出電路的輸入端連接中間平臺(tái)的隔離放大低通濾波電路，輸出端連接功放電路;開出電路的輸入端連接中間平臺(tái)的隔離放大低通濾波電路，輸出端連接各通道控制繼電器;功放電路與各通道控制繼電器互聯(lián);開入電路連接中間平臺(tái)的隔離放大低通濾波電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述雙端口 RAM存儲(chǔ)器為DPRAM存儲(chǔ)器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器為DSP56F807芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述可編程邏輯器件為CPLD。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述DAC電路采用高精度D/A轉(zhuǎn)換器，選用AD669作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器件。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK205720471SQ201620380236
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】鄒進(jìn), 余侃勝, 謝國強(qiáng), 徐在德, 桂小智, 熊麗霞, 鄧才波, 曹鳳香, 周寧, 曹蓓, 楊建明
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司