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 2.1. 硬件系统 1 2.2. 软件系统 4 2.3. 技术特点 5 3. 关键技术 5 3.1. 多通道DMA的8端口内存共享技术 5 3.2. 基于FPGA的24通道解码器 6 3.3. IEC60044-8采样值同步追踪补偿 6 3.4. 支持数字化变电站全通信规约 6 3.5. 可配置的报文集中器 6 3.6. 互操作性 8 4. 技术指标 9 5. 附录 9 5.1. 附录一 60044-8和IEC61850-9-1报文格式 9 5.2. 附录二 IEC61950-9-2报文格式 11 5.3. 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。IEC61850集中器包括IEC61850-9-1 SAV集中器