智能变电站接口回路测试仪研制
7页1、智能变电站接口回路测试仪研制智能变电站接口回路测试仪研制 2019/11/26 摘要:泛在电力物联网,是具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的智慧服务系统。坚强的智能电网是建设泛在电力物联网的重点,而作为智能电网重要组成部分的智能变电站,其应用正越来越广泛。研制了一种专用的智能变电站便携式接口回路测试仪,为了保证GOOSE报文的原始性不会被任何测试设备更改,设计了一个将实际的二次设备出口报文进行抓取并储存的功能,并且可以在离线和非实时情况下,发送所捕获并储存的报文对其他二次设备进行测试。最后,通过在成都供区内的数个智能变电站进行实地测试,验证了所提方法的正确性和智能变电站便携式接口回路测试仪的可用性。关键词:泛在电力物联网;接口回路;智能测试仪引言泛在电力物联网,是在电力系统的各个环节中,充分应用移动互联、人工智能14、大数据510等现代信息技术、先进通信技术,实现在电力系统中的众多环节里人机交互、万物互联的智慧服务系统。坚强的智能电网是建设泛在电力物联网的重点,而作为智能电网重要组成部分的智能变电站,其应用正越来越广泛。但智能变电站的接口回路测试工作不能再通过测量电位实现,测
2、试十分复杂和不直观,往往为了保证试验的可靠性和完整性,需要陪停相关设备,扩大停电范围。在目前的接口回路测试工作中,主要有以下几点困难:1)采用传统的继电保护测试仪进行模拟测试时,无法保证测试过程中报文不被其他设备所更改。据统计,报文准确率只能达到90%。2)采用继电保护测试仪进行单个接口回路的测试时,单次作业时间较长,进行一次接口回路测试的平均时间为40min,效率非常低。3)智能变电站数量激增,以成都地区为例,2018年智能变电站的数量是2015年的25倍。同样的期限内所需进行的接口回路测试的工作量也会同比增长,而班组的试验人员逐年减少。试验人员紧缺与工作量剧增之间形成了不可调和的矛盾。为了解决这样的矛盾,有两种主流的方法可以实现。一是采用建立标准化作业指导库的模式,该方法只需要将已有的经验编制成册即可,但仍然难以覆盖所有种类的测试或者新类型的接口回路测试,因此后期维护和升级不够方便。此外,这种方案无法保证传输的GOOSE报文不被其他设备篡改,即本质上与普通的试验方法没有区别,实用性也不够强。二是研制专用的接口回路测试仪,它能从原理上解决报文准确率的问题,保证了GOOSE报文的可靠性
3、,此外如果能制作成便捷式的,可以更为方便地使用和推广。鉴于两种技术的优缺点,研制了一种智能变电站专用的便携式的接口回路测试仪,该仪器能在满足所有指标要求的基础上实现对接口回路进行可靠而高效的测试。1硬件设计11电源模块使用了MP2636电源管理模块作为电源的解决方案。锂电池是一种方便而常见的电源解决方案。该方案中亟待解决的两个技术难点就是充电与升压。如果按照传统的方式,将充电部分和升压部分独立执行,会使得所搭建的电路十分繁琐。而作为一种小体积的“升压/充电”综合模块,MP2636电源管理模块可以一次性满足以上两个功能。MP2636电源管理模块如图1所示。12主机模块主机模块采用了可以运行完整版Windows10操作系统的LattePanda开发板。板载一颗英特尔4核处理器,最高192GHz运行频率,内置LPDD34G内存、eMMC64G固态硬盘、蓝牙41和WiFi模组,支持USB30接口、HDMI视频输出接口、35mm音频接口,1000Mbps/100Mbps/10Mbps自适应以太网口,以及额外的MicroSD扩展卡槽。此外,开发板还集成一块ArduinoLeonardo单片机,可以
4、外拓各种传感器模块,如图2所示。13交互模块显示器模块采用了一款树莓派7寸LCD触控一体显示屏,拥有1024600分辨率,支持HDMI高清输出。该模块带有一个支持多点触控的电容式触摸面板可同时识别五个手指。USB触摸采用DFo-bot免驱动设计,无需安装特殊驱动,可以直接插在主机模块上进行触摸操作。屏幕支持Windows操作系统,可以直接配合aspberryPi,Lattepanda及其他带有HDMI输出的设备使用。交互模块如图3所示。14通讯模块通讯模块采用较为成熟的CXL6011STSUB2KM,可使用USB接口供电,工作电流小,功耗低,支持多模光纤,采用ST光纤接口,工作波长1310nm,具备10M/100M带宽自适应能力,支持全双工/半双工工作模式。通讯模块如图4所示。15外壳设计为了使研制出的测试仪方便携带以及外形美观,经过技术分析和比较后拟采用3D打印技术制作测试仪的外壳,并将相互连接的各模块放入其中。3D打印外壳图见图5,内部结构图见图6。2软件设计21基于特征码匹配的报文关键语段筛选系统软件设计的关键是基于特征码匹配的GOOSE报文关键语段筛选。二次设备接口的GOOSE
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