一种中压配电自动化馈线终端研究和开发

摘要

配网自动化馈线终端是针对配网智能化设计的智能终端，主要完成开关设备的当地监测、控制及故障检测功能，通过对线路数据的分析判断达到故障检测、故障的迅速定位从而实现故障区域的快速隔离及非故障区域恢复供电，有效提高供电可靠性。本文从实际经验出发及结合相关技术背景，研究并开发了中压馈电测控终端控制器，主要包括系统总体设计、硬件设计和软件设计。
　　本文首先分析馈线测控终端控制器的工作原理和设计需求，同时系统硬件平台和软件开发作了详细的论述。馈线测控终端控制器主要以飞思卡尔公司的Kinetis系列ARM微控制器MK60DN512为核心部件，主要完成了继电保护、控制、测量、人机界面和通讯等功能。硬件功能模块主要有电源模块、核心控制模块、交流采集模块、信息存储芯片、实时时钟模块、开入量开出量回路、人机对话界面、通讯接口功能模块。硬件设计包括芯片选型和电路设计，软件设计包含底层模块驱动程序、上层继电保护应用程序等工作。最后给出硬件和软件模块调试和验证方法，以及继电保护功能测试结果表明整体设计满足功能要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 国内外研究现状

1．2 课题背景和研究意义

1．3 主要工作

1．4 章节安排

第二章 馈线终端工作原理分析

2．1 配电网线路故障分析

2．1．1 相间短路故障处理

2．1．2 单相接地故障处理

2．2 本章小结

第三章 系统总体设计

3．1 设计需求分析

3．2 系统总体设计

3．3 本章小结

第四章 系统硬件设计

4．1 硬件总体结构

4．1．1 主控芯片选择

4．1．2 硬件结构框图

4．2 电源模块设计

4．2．1 5v电源设计

4．2．2 3．3V电源设计

4．3 核心控制单元CPU外围电路设计

4．3．1 MK60DN512最小系统设计

4．3．2 核心控制单元一些EMC设计问题

4．4 交流采样模块电路设计

4．4．1 AD7606介绍

4．4．2 AD7606硬件接口电路设计

4．5 信息存储模块电路设计

4．6 实时时钟模块电路设计

4．7 开关量输入输出回路设计

4．7．1 开关量输入回路设计

4．7．2 开关量输出回路设计

4．8 通信接口设计

4．8．1 RS-232串行通信接口设计

4．8．2 RS-485串行总线接口设计

4．8．3 USB通信接口设计

4．8．4 以太网接口设计

4．9 人机接口电路设计

4．9．1 按键电路设计

4．9．2 显示电路设计

4．9．3 指示LED灯电路设计

4．10 本章小结

第五章 系统软件设计

5．1 系统软件的目标

5．2 软件开发工具介绍

5．3 系统软件设计

5．3．1 底层硬件驱动程序

5．3．2 基于定时中断的采样和继电保护程序设计

5．3．3 就地自动化的故障检测隔离恢复程序设计

5．3．4 远方通信IEC60870-101规约程序设计

5．4 本章小结

第六章 系统功能测试

6．1 功能模块硬件和软件调试

6．1．1 系统电源调试

6．1．2 MK60DN512核心控制单元调试

6．1．3 串口通信接口模块调试

6．1．4 外部存储铁电芯片FM24CL64电路调试

6．1．5 AD交流采样模块电路调试

6．1．6 人机界面模块电路调试

6．2 整体硬件集成调试

6．3 继电保护功能调试

6．4 本章小结

第七章 总结和展望

参考文献

致谢