ZH-3D技术说明书.doc

ZH-3D数字故障录波分析装置
技术说明书
编写:赵银凤
审核:谢文勤
批准:张小波
武汉中元华电科技股份有限公司
Wuhan Zhongyuan Huadian Science & Technology Co., Ltd
二○○九年二月
目录
1. 概述 1
2. 工作原理 1
. 硬件系统 1
. 软件系统 4
. 技术特点 5
3. 关键技术 5
. 多通道DMA的8端口内存共享技术 5
. 基于FPGA的24通道解码器 6
. IEC60044-8采样值同步追踪补偿 6
. 支持数字化变电站全通信规约 6
. 可配置的报文集中器 6
. 互操作性 8
4. 技术指标 9
5. 附录 9
. 附录一 60044-8和IEC61850-9-1报文格式 9
. 附录二 IEC61950-9-2报文格式 11
. 附录三 IEC61850 GOOSE报文格式 13
概述
ZH-3D电力系统数字故障录波分析装置适应了数字化变电站的发展,可以接入数字化变电站的过程层网络的SAV(采样值)报文和GOOSE(变电站状态事件)报文。为了适应每个数字化变电站应用模式,ZH-3D数字故障录波分析装置同时也兼容了传统模拟电压、电流及开关量信号的接入。ZH-3D数字故障录波分析装置与站控层设备的通信采用IEC61850 MMS通信规约,实现与站控层设备的互操作。
工作原理
硬件系统
ZH-3D电力系统数字故障录波分析装置硬件系统主要由管理机单元、数字式录波单元、报文集中器以及必要的网络附件组成,其中“报文集中器”又分为以下五种,可根据变电站网络配置情况选择搭配组合:
TDM SAV报文集中器;
IEC60044-8 SAV报文集中器;
IEC61850-9-1 SAV报文集中器;
IEC61850-9-2 SAV报文集中器;
IEC61850 GOOSE报文集中器;
ZH-3D电力系统数字故障录波分析装置硬件系统逻辑结构图如下:
录波管理机单元
作为人机交互接口,实现对录波单元进行修改定值、进行配线等操作;
实现电压电流波形显示、分析等功能。
数字式录波分析单元
数字式录波单元接收来自各个报文集中器的SAV报文和GOOSE报文,进行录波判启动等算法。数字式录波单元同时通过IEC61850 MMS通信规约实现对站控层设备的通信,该分析单元组成如下:
ZH-ADSP:接收各个集中器的数据,进行傅立叶计算,录波判启动计算等;
ZHCPU:实现与站控层设备的IEC61850 MMS通信,以及和录波管理机单元的通信。
TDM集中器和60044集中器
TDM SAV集中器和IEC60044-8集中器分别用于采集TDM SAV报文和IEC60044-8 SAV报文。TDM SAV集中器和IEC60044-8集中器都采用了相同的硬件结构,采用了“2U”机箱结构。该硬件系统为PowerPC405EX CPU,处理能力为500MIPS。
该硬件系统的关键技术特点如下:
采用POWERPC405 CPU,CPU主频为400MHz;
采用多个通道DMA控制器和8端口内存共享技术;
采用基于FPGA的24通道硬件解码器;
1个PPS和B码兼容的对时端子。
TDM SAV报文集中器
TDM SAV报文集中器是记录数字化变电站过程层网络的TDM SAV报文,TDM SAV报文是通过时分复用技术采用单光纤通道传输多通道SAV报文,3路光纤信号作为一组SAV报文传输信号。TDM SAV报文集中器主要由ZHP405RTDM模块组成,该模块主要特点如下:
ZHP405RTDM具备24路光口,可以接收8组SAV报文传输信号,并实现8组SAV报文的同步;
ZHP405RTDM实现对TDM SAV报文的解析,并将处理后的报文转发给数字录波单元。
IEC60044-8 SAV报文集中器
IEC60044-8报文集中器是记录数字化变电站过程层网络的IEC60044-8 SAV报文,IEC60044-8报文是采用曼彻斯特编码,每路光纤传输固定12路SAV报文。IEC60044-8 SAV 报文集中器主要由ZHP405R8模块组成,该模块主要特点如下:
ZHP405R8具备24路光口,接收24路光纤传输的IEC60044-8 SAV报文,采用FPGA实现解码,并实现24路SAV报文的同步;
ZHP405R8实现对IEC60044-8报文的解析,并将处理后的报文转发给数字录波单元。
IEC61850集中器
IEC61850集中器进行采集基于IEC61850通信规约的数字化变电站的SAV报文和GOOSE报文。I