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1、北京博电新力电气股份有限公司 2012年 12月10日,数字继保测试仪在智能站中的应用,内容,公司简介 智能变电站介绍 IEC61850介绍 数字测试仪应用及基本功能 现场测试中常见问题,博电发展初创,北京博电公司成立于1998年，2001年推出：国内第一台单相输出200A的数字仿真专用功率放大器：PA2000系列国内第一台嵌入式系统的保护测试仪：P41国内第一台三相60A的微机继电保护测试仪：PS180国内第一台具有输出监视功能的第四代测试仪： PWA系列2001年，博电（重庆）生产基地产品销售额突破1000万,博电发展壮大,2002年，推出国内第一台能够输出6路电流6路电压测试仪： PW4
2、66A2005年，推出国内第一台满足IEC61850协议的数字保护测试仪：PWF2008年，推出国内第一台配合RTDS对符合IEC61850-9-1/IEC 61850-9-2国际标准的数字化继电保护动态仿真测试仪器：PWF-2T2009年9月，博电继电保护测试仪已成为国家行业主管部门唯一指定全国技能大赛比赛用机,2011年，推出PNS600系列手持式数字信号分析仪 2012年，推出新一代数字保护测试仪PNF800系列智能继电保护测试仪,博电发展近年,数字站与智能站,数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内IED设备信息共享
3、和互操作的现代化变电站。智能变电站应增设以变压器、断路器等为重点监测对象的在线状态监测单元，通过电学、光学、化学等技术手段对一次设备状态量进行在线监测，实现设备状态信息数字化采集、网络化传输、状态综合分析及可视化展示。,电子式互感器,合并单元（MU）、智能终端,合并单元：用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。合并单元可以是现场互感器的一个组成件，或可能是一个分立单元，例如装在控制室内。智能终端：用以将传统开关和刀闸的电缆信号就地转化为数字信号，并将间隔层设备发送来的数字信号解析为电缆信号的装置，智能终端与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实
4、现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变压器等）的测量、控制等功能。,过程层、间隔层闭环系统,国网智能变电站典型结构图,南方电网组网形式结构图,SCL文件分类,SSD：一次系统配置文件 SCD: 全站系统配置文件 ICD: 装置模板配置文件 CID: 装置实例配置文件SSD 文件，描述了变电站一次系统结构以及相关联的逻辑节点，最终包含在SCD 文件中。,ICD、SCD、CID文件,SCD 文件，为全站统一的数据源，该文件描述了所有IED 的实例配置和通信参数、IED 之间的通信配置以及变电站一次系统结构，以及信号联系信息，由系统集成厂商完成。SCD 文件应包含版本修改信息，明确描述修改时间、修改版
5、本号等内容。ICD 文件，由装置制造厂商提供给系统集成厂商，该文件描述了IED 提供的基本数据模型及服务，但不包含IED 实例名称和通信参数。 CID 文件由装置制造厂商使用装置配置工具根据SCD 文件中与特定的IED 的相关信息自动导出生成。,采样值和GOOSE模型,IEC 61850简介： 建立了传统的电流、电压、接点信息的数据模型。IEC61850标准的两种抽象模型 采样值传输（SMV）模型-（IEC 61850 9-1、9-2）建立了传统的电流、电压的数据模型。 通用变电站事件（GOOSE）模型 建立了接点信息的数据模型。主要用于传输开关量 信息、也可以传输模拟量、及时间信息。,IEC
6、61850-9-2不仅支持采样值报文的广播/组播和单播传输,而且支持对多点传送的采样值控制块(MSVCB)进行读和设置，支持对数据集的更改和对数据对象的直接访问。帧格式可以灵活定义。9-2 在映射的完备性和灵活性方面都优于9-1，在智能变电站中采用9-2有助于将以太网技术引进到过程总线通信中，从而推动和加快IEC 61850 在过程层自动化中的工程应用。,采样值传输模型,GOOSE,GOOSE通信模型,采用发布-订阅模式发布/订阅通信结构是一个数据源(即发布者)向多个接收者(即订阅者)发送数据的最佳解决方案，适合于数据流量大且实时性要求高的数据通信。事件驱动GOOSE报文传输利用多路广播/多播
7、服务，从而有效地保证了向多个物理设备同时传输同一个通用变电站事件信息 。,GOOSE参数,GoCBRef: GoCB(GOOSE控制块)实例的路径名 GoID: GOOSE标示 APPID: 应用标示，识别GoCB位于的逻辑设备 DatSet数据集引用：正被传送DATA-SET成员的值。 ConfRev配置版本号：表示由DatSet引用的DATA-SET配置改变次数的计数值。 NdsCom需要重新配置：具有引用DatSetRef的配置数据集超出了当地限制时产生一个信号。,GOOSE报文参数,报文存活时间(timeAllowedToLive)。以毫秒为单位的整型数，为接收端判断网络提供时间判据。
8、 事件序列计数器(sqNum)每次新事件发生需要加一。上电初始化或累加到最大值时，sqNum=1。 状态改变计数器(stNum)每次发送一个报文需要加一，上电初始化或累加到最大值时，stNum=1。 状态改变时刻(T)utctime格式，基于IEEE1588对时。,GOOSE报文的实时性,GOOSE报文传输服务是应用层到表示层经ASN.1编码后，直接映射到底层（数据链路层和物理层），不经过网络层和传输层，并采用先进的以太网的各种技术（如VLAN、优先级、多播等），从而保证报文传输的实时性。,GOOSE报文重传机制,重传序列中的每个报文都带有允许生存事件参数，用于通知等待下一次重传的最长事件。如
9、果在该时间间隔内部没有收到新报文，接收方将认为关联丢失。 重发间隔的最大时间应该60秒 网络延迟4mS,GOOSE发送机制,LC口,SC口,ST口,FC口,各类光纤线,数字测试仪应用,PNF801光数字继电保护测试仪,前面板介绍,8对LC光口，可输出9-1/9-2，也可接收1588报文，8对光口可同时收发GOOSE、任意配置采样值、探测光功率，同时也支持单光纤的输出,8个FT3口，可模拟MU给保护加量，也可模拟采集卡给MU加量,IRIG-B码接收口,12路弱信号接口,内置GPS,外接天线接口,单光口组网能力：发送6组SV，同时发送12组GOOSE，接收13组GOOSE，同时接受1588报文,后
10、面板介绍,8对开出量，输出空接点。开出58为三极管形式的快速开 出，响应速度为100us,8对开入量，可接收空接点和电位接点。,硬件设计目的简介,一、8光口的设计满足国网在点对点情况下的所有实验，尤其针对接受多间隔的母差或备自投都能满足要求，并能够满足光口采样值离散度在1us以下（国网要求10us以下），并支持单光纤通信（某些保护装置只收不发，只需要一根光纤） 二、针对于组网的方式，我们单光口能够输出6组SV，同时发送12组GOOSE，接收13组GOOSE并且接收1588报文，完全满足试验前提下的组网实验 三、对时方式目前支持GPS，B码，IEC61588满足目前智能站所有的对时需求 四、硬件
11、采用FPGA，严格控制采样值的离散度，严格保证实验过程中不丢包、报文的正确性,9-2采样值报文设置,采样值报文的自动配置,GOOSE订阅报文设置,GOOSE发布报文设置,FT3采样报文设置,FT3状态字定义,1，8组采样值输出，包括9-1、9-2、FT3 2，单光口可同时输出6组SMV报文 3，四组变比设置，可控的12电压12电流 4，IEEE1588网络对时，内置GPS对时，接受光B码对时 5，光功率测量 6，采样值报文探测并能实时解析报文、显示波形及有效值，GOOSE报文探测 7，软件停止联机后，goose报文保持输出、采样值保持零值输出。 8，SMV ,GOOSE异常模拟功能 9，8对开
12、入，8对开出（其中包括4对快速开出） 10，通过读取MMS报文实现全自动测试,PNF801主要更新项目,SV异常模拟,异常数据：可用每周波，每秒，每分，每小时或者每天为单位进行异常模拟 选择每周波：选择每周波的话，可直接输入“共计发送”的周波数进行异常模拟 异常报文光口选择：现在可以选择需要进行模拟的光口数,SV异常模拟,非“每周波”例如每秒钟：可设置每秒钟需要模拟异常的周波数以及发送的秒钟数，选择分钟，小时以此类推 异常点设置：设置一个周波中的（采样率80）具体异常点出现的位置,SV异常模拟,显示具体“丢点”、“飞点”、“跳变”、“失步”、“无效”一周波内需要模拟异常的采样点的位置，可以设置
13、（之前是默认采样计数器0开始的点）,SV异常模拟,假如丢点目前显示 “1 2 3 4 5”，选择为每秒丢5个周波，丢2秒实际丢点情况为： 3998 3999 5 6 7 8 978 79 85 86 87 88 89238 239 245 246319 325 326.398 399 400.,SV异常模拟,丢帧测试：丢点，选择相应的异常数据模式以及每周波丢点的位置，测试仪就以相应的方式进行异常模拟飞点测试：电子式互感器故障，选择相应的“飞点相”、“异常电压”、“异常电流”后相应通道就输出所设置的直流电压电流序号跳变测试：需要设置“跳变值”,SV异常模拟,假设如图“跳变值”设置为5，跳变点为“
14、1 2 3 6 7”，选择为每秒丢5个周波，实际跳变情况就为（采样计数器）：3998 3999 5 6 7 3 4 10 11 7 8 9.78 79 85 86 87 83 84 90 91 87319 325 326 327 323 324 330 331 327398 399 400 401 402 403.,SV异常模拟,失步测试：IEC61850-9-2报文中同步标示至FALSE品质测试：IEC61850-9-2报文中所有通道的品质位最后一位至1（原来00 00 00 00变为）,GOOSE异常模拟,GOOSE异常模拟,GOOSE在没有变位的情况下每发送一帧报文，报文中的sqNum累
15、计加1，当出现GOOSE新事件后（变位）发送的下一帧报文sqNum清零，stNum加1，以此类推。1、GOOSE丢帧：GOOSE在没有变位的情况下，发送的报文中的sqNum出现丢失；2、GOOSE重发：GOOSE在没有变位的情况下，发送重复的sqNum的报文；3、变位后sqNum不为零：GOOSE变位后，stNum加1，sqNum不清零，为1；4、存活时间无效：发送的GOOSE报文中允许生存时间无效；5、GOOSE发送机制：设置后goose以所设置的间隔一直发送报文；6、时间品质：模拟时间品质的异常，具体有时间故障跟时间未同步。,采样值探测与GOOSE探测,GOOSE探测按钮,采样值探测按钮,
16、GOOSE探测,goose探测功能在光口18口都可实现；,显示goose报文参数和goose数据,选择需要的goose信息，将goose参数自动配置到goose订阅或goose发布中,对探测到的goose信息进行正确性校验（将探测到的goose报文参数与goose订阅中报文进行对比，并给出对比校验结果）,采样值探测,采样值探测口在光口18都可实现,采样值探测分为三部分：1，报文探测部分，显示报文信息、参数；2，报文分析部分，对选择的报文分析对象进行分析并给出异常状态统计；3，示波器，查看电压、电流实时波形,显示报文参数； 提供可供选择的分析对象,对分析报文中的异常情况进行统计，包括丢帧、错序、失步、品质异常,抖动测试：可设置抖动范围，并对范围内外的报文帧数进行统计,SV探测,虚端子测试,可实时显示订阅的13组GOOSE数据集中虚端子的位置状态，并能显示相应的中文描述信息；,对时、光功率显示,测试界面右下角显示当前时间（B码或者GPS）后面显示光功率 1，当接收到对时信号时，软件界面中红色区域显示当前北京时间。 2， 蓝色区域中OP1、OP2、OP3、OP4为光口1-4（接收端）实测的光功率,
