基于IEC61850标准的电子式互感器合并单元的建模与实现

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1、64胡春江张永祥王艳红：基于IEC61850标准的电子式互感器合并单元的建模与实现vo1．12No．2基于IEC61850标准的电子式互感器合并单元的建模与实现ModelingandRealizationofECT／EVTMUBasedonIEC61850胡春江张永祥王艳红西南交通大学电气工程学院成都610O31【摘要】电子互感器因其线性度高、不存在磁饱和现象等许多优势，势必在将来代替电力系统中传统的电磁式互感器。而合并单元是电子互感器的核心组成部分，合并单元必须在给定的时间内处理和发送大量实时采样数据，其处理、传输采样数据的可靠性和实时性直接关系到站内保护、测量

2、设备的运行。本文按照国际电工委员会IEC6l85O标准．建立合并单元的数据模型及通信映射的实现方式，设计基于FPGA合并单元的系统组成，并通过VHDL语言编程利用OuartusII6．0仿真试验验证了本文所设计的合并单元模型和方案的部分关键功能。【关键词】电子式互感器FPGAVHDLQuartusII6．0【中图分类号】TM452~．7【文献标识码】A电子式互感器的应用，解决了传统电磁式互感IEC61850将变电站通信体系分为3层：变电站器线性度低，容易出现磁饱和等问题，因而可以带层、间隔层、过程层．在变电站层和间隔层之间的网来更多的故障暂态信号，为新型保护配置带

3、来可络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范能，而且输出实现了数字化。这些电子互感器直接(MMS)、传输控制协议／网际协议(TCP／IP)以太网接入变电站过程总线后，实现了互感器与保护、测或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点量设备连接的网络化，取消了大量的二次电缆，大向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设大推动电厂和变电站综合自动化的发展．而电子互备(IED，测控单元和继电保护)均采用统一的协议，感器数字接口合并单元是电子互感器关键组成部通过网络进行信息交换。分，合并单元一般在规定的响应时间内要处理和传IEC61850标准定义了层和层之间的通信接输大

4、量的实时数据，因此研究设计在处理和传输数口。例如处于过程层的电子式互感器和间隔层交换据方面具有高实时性和可靠性合并单元，是国内外实时采样数据应用的是接口4．IEC61850采用面一直关注的重点。向对象的建模技术，定义了基于客户机朋艮务器结构数据模型，采用设备名、逻辑节点名、实例编号和1IEC61850标准框架及基于此标准的电数据类名建立对象名的命名规则，采用面向对象的子式互感器功能及结构方法，定义了对象之间的通信服务．为了适应未来通信技术的发展，此标准总结了变电站内信息传1．1IEC61850标准概述输所必需的通信服务，设计了独立于所采用网络和作者简介：胡春江(1

5、981一)，男，硕士，研究方向：电力系统微机保护及变电站综合自动化。应用层协议的抽象通信服务接口(ASCI)，山东电力高等专科学校学报第12卷第2期JournalofShandongElectricPowerCollege65IEC61850—7—2建立了标准兼容服务器所必须提供按分层分类思想。IEC61850将通信交换的信的通信服务的模型，包括服务器模型、逻辑设备模息数据划分成如下的层次：ServerLogi—cDevice型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通(LD，逻辑设备)、LogicNode(LN，逻辑节点)和过ACSI，可以由专用通信服务映射(

6、SCSM)映射到DATA及DATAAttribute(数据及数据属性)，将合所采用的具体协议栈，例如制造报文规范(MMS)并单元作为逻辑设备，分别定义模型的类及其通信等。由于IEC61850标准使用ACSI和SCSM技服务，每一个电子互感器作为一个逻辑节点，这构术，当网络技术发展时只要改动SCSM，而不需要成合并单元基本的信息模型。修改ACSI。对作为逻辑节点的电子互感器的采样数据对1．2基于lEC61850标准的电子互感器合并单元象及属性进行汇集构成数据集。IEC61850对互感功能器逻辑节点数据类进行了具体的规定。例如电流互一个基于IEC61850标准的分层总

7、线结构变电感器逻辑节点数据格式规定如图2：站框架下电子互感器合并单元的功能如图l：隳牲长鼹拣类婺镬罐T逻辏节点名藏蘸逻耩葶纛类缝零{参莞亚l852}}ll0瓣⋯=公餍谡辏节点镳襄莲辑苇点应缝系登稽嚣鞲节点娄金韶豢定毂黎￡麟S终韶浚钠辘EENam~鼬翳蒸凌簧键牌OpTmhS逶撬瓣阁棱羹ASAV毫德《采襻德j霆熊G蔟霆毫瀵lH攮喀矗SG凝定蒺率}A瓣绛韶耄滚鼙蒜器漆藜羲)蛮毙，箸篌癸裔黪器lC钟ASG羚耨毫麓羞璃鬃狠窀瀵糕馕垮蓬ASG斧部囊浚譬蘸蕤糕角棼图1电子互感器及合并单元图2IEC61850电流互感器逻辑节点规定电子互感器高压侧将采集的多路数据依据IEC6185

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