[发明专利]一种智能变电站就地化环网通讯测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种智能变电站就地化环网通讯测试装置及方法。本发明的测试装置包括FPGA、高速数字交叉开关和多个子机，FPGA的第一至第四测试网口分别与高速数字交叉开关连接，每个子机包括四个分别与高速数字交叉开关连接的子机网口；本发明的测试方法，包括FPGA将输入输出配置信息通过I2C控制总线写入高速数字交叉开关的输入输出连接寄存器的步骤；还包括子机的节点分别对测试报文帧进行处理的步骤。本发明通过切换高速数字交叉开关，可实现FPGA对双冗余双向环网中环网报文的监测，进而实现对双冗余双向环网运行状态的监控，也可单独对某个子机单独进行功能检测，保证双冗余双向环网的通讯可靠性。

技术领域

本发明属于智能变电站就地化测试技术领域，涉及一种智能变电站就地化环网通讯测试装置，还涉及一种智能变电站就地化环网通讯测试方法。

背景技术

随着智能变电站的快速发展，智能变电站的监视控制系统智能化，在智能变电站中设置的合并单元和智能终端增多，合并单元和智能终端的应用增加了智能变电站监视回路和控制回路复杂程度，为保证智能变电站运行的可靠性，需要在智能变电站处设置继电保护设备，智能变电站继电保护装置主要有两个发展趋势：装置高度集成和装置就地化分散安装。装置的高集成度存在系统的可靠性、实时性和运维检修存在风险。而装置就地化分布安装减少了数据传输环节,实现了对一次设备的“贴身保护”,提高了运行可靠性。就地化母差保护和分布式主变电保护装置设置多个子机，其结构图如图1所示，各个子机之间相互独立，各子机之间通过环网进行通信连接，高可用性无缝环网（HSR）具有网络故障恢复零延时，故障时不丢帧，网络可靠性强，系统费用低等特点。

由于保护子机就地采集且通过环网共享数据，各子机独立进行保护逻辑判断。HSR环网承载了模拟量采样值，开入开出等实时数据的传输，网络链路的状态直接决定了继电保护设备正常运行。为了继电保护设备运行的可靠性，需要对环网的通信性能进行测试。

目前测试方法是通过串入网络测试仪器来实现。此方法测试方式单一，当其中一台或多台子机处于检修状态则无法完成环网测试；当多台子机需要同时测试时，需要多次插拔光纤连接线，操作繁琐、效率低下。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种智能变电站就地化环网通讯测试装置及方法，其通过切换高速数字交叉开关，可实现FPGA对双冗余双向环网中环网报文的监测，进而实现对双冗余双向环网运行状态的监控，也可单独对某个子机单独进行功能检测，以保证双冗余双向环网的通讯可靠性。

为实现上述目的，本发明采用的一种技术方案如下：一种智能变电站就地化环网通讯测试装置，包括FPGA、高速数字交叉开关和多个子机，

所述的FPGA包括第一测试网口、第二测试网口、第三测试网口和第四测试网口；第一测试网口、第二测试网口、第三测试网口和第四测试网口的发送端分别接高速数字交叉开关的高速差分输入端，第一测试网口、第二测试网口、第三测试网口和第四测试网口的接收端分别接高速数字交叉开关的高速差分输出端；

所述的FPGA与高速数字交叉开关的I2C控制总线连接，

每个子机均包括子机网口A、子机网口B、子机网口C和子机网口D，每个子机的子机网口A、子机网口B共用一个MAC地址，每个子机的子机网口C、子机网口D共用一个MAC地址，同一子机的子机网口A、子机网口B构成一个节点，子机网口C、子机网口D构成另一个节点，

每个子机的子机网口A、子机网口B、子机网口C和子机网口D的输入端均与高速数字交叉开关的高速差分输出端连接；每个子机的子机网口A、子机网口B、子机网口C和子机网口D的输出端均与高速数字交叉开关的高速差分输入端连接。