基于数字信号处理器的微机继电保护通用硬件平台的研究

摘要

随着微机保护的发展，一些新的改善继电保护性能的原理和方案，特别是基于故障波形特征或者高频分量的保护原理，以及神经网络和模糊集原理的智能保护方案，受到更多的重视并逐步得到实际应用；这也对微机保护装置硬件提出了更高的要求。集成电路和计算机技术的飞速发展，为微机保护装置硬件平台的发展提供了条件，因此构建结构更加合理，性能更加完善的微机保护装置硬件平台已成为当务之急。本文就是在此基础之上设计了一套基于数字信号处理器的新型微机保护装置的硬件平台。 本文在全面研究分析国内外有关微机保护装置的资料的基础之上，对当前微机保护装置各个方面存在的问题进行了分析，由此提出了由复杂可编程逻辑器件加数字信号处理器构成微机保护装置硬件平台的方案。在文中着重阐述了可编程逻辑器件在微机保护装置中的应用，并重点介绍了一种基于等精度的硬件测频电路的设计；在数据采集方面，比较了电压频率转换与逐次逼近型模数转换（A/D）的优缺点，提出了一种高速的数据采集系统；对装置的通信系统进行了研究，考虑到装置本身以及变电站自动化的要求，为装置配置了串口通信与以太网通信接口；分析了传统开入、开出电路的不足之处，提出了对开入、开出回路进行改进的创新想法，利用专用的开入、开出芯片设计了更为简洁、可靠的开入、开出电路。文章的最后对全文进行了总结，并对存在的问题进行了说明，提出了一些改进的措施。 采用数字信号处理器构成的微机保护装置，使系统的运算能力和运算速度等到了很大的提高，为复杂程序设计奠定了基础。同时，复杂可编程逻辑器件的应用，简化了电路的设计，增强了装置的灵活性与可靠性。该装置的完成为微机保护提供了一套通用的硬件平台。