浅谈光数字继电保护测试仪在电力行业的应用

  智能变电站已成为当前电网建设的主流， 光回路代替电回路成为了变电站运行与维护的重点， 常规万用表与测试仪已经不满足智能变电站调试与故障查找的需求。 光数字继电保护测试仪作为新一代变电站监测与调试工具，既能实时采集继电保护设备 GOOSE、SV 信息，也能向设备输出数字采样与逻辑接点， 实现智能变电站实时监测、辅助故障判别以及常规装置调试等功能。 本文以RTS-302 系列手持式光数字继电保护测试仪为例进行介绍，该装置可适用于智能变电站合并单元、智能终端、保护装置、交换机等传输光数字信号的设备。

1 工作原理

光数字继电保护测试仪采用 ARM9+FPGA 双核设计。FPGA 具有并行处理、实时性好的优势，直接控制底层硬件模块。ARM9 运行 Linux 系统实现人机交互，采用 5.7寸多点触控液晶屏，并且支持键盘、USB 等外设。FPGA 和ARM9 之间采用并行总线交互信息。

光模块分为光网口和光串口 2 部分。 光网口通过FPGA 控制外部 PHY 芯片， 再经光电转换模块与外部光纤接口。 网卡 MAC 功能使用 FPGA 实现，比采用外部常规的 MAC 芯片，可以获得更好地发送均匀性。 光串口通过 FPGA 控制外部 AVAGO 光模块实现。开关量输出通过 FPGA 控制外部继电器实现， 为空节点类型开出。 开入量通过高压三极管检测，可支持空节点输入和带电位节点输入。

2 操作步骤

（1）装置接线。 将光数字继电保护测试仪使用尾纤与被测设备的 SV、GOOSE“TX”及“RX”端口相连，从被测设备 GOOSE“TX”端口接收装置跳/合闸等动作信号，可以直接判断保护装置的出口动作行为。仪器 SV“TX”端口将所需模拟的采样数据输出至保护装置 SV“RX”端口，利用仪器内自带的“电压电流”“状态序列”等模块模拟故障量进行装置调试。 仪器 GOOSE“TX”端口将所需模拟的开关量数据输出至保护装置 GOOSE“RX”端口，能模拟一次设备状态、告警信息及检修状态等，用于检查保护装置逻辑功能。

（2）配置下装。 将全站 SCD 配置文件通过移动存储卡导入光数字继电保护测试仪，在“SCD 装载”菜单下进行配置文件装载并选定被测设备相应GOOSE、SV 发布/订阅数据集进行交流量、开关量关联。

（3）同步对时。 将测试仪同被测设备对时的对时方式有 2 种，一种是用测试仪光串口“SYN”接收被测装置发送的时钟报文； 另一种是将测试仪与被测装置同时接至外接时钟。 无论使用哪种方法，都可以将测试仪同被测装置保持在同步的状态下。

（4）报文分析。 通过“报文分析”模块自动探测被测设备发出的 SV/GOOSE 报文，并进行专项分析，得到所需内容。

（5）模拟加量。 通过“电流电压”“状态序列”“GOOSE发布”等模块对被测装置进行调试。

（6）自动评估。 测试过程中自动记录保护装置的动作行为、动作时间和动作值，生成测试结果报表。

3 检验

光数字继电保护测试仪应定期送上**检定部门进行检定，检定周期为一年。 装置检定不合格或检定有效期内出现影响性能的故障维修后需重新检定， 合格后方可投入使用。