基于DSP和可编程动作方程的备自投保护的研究

摘要

采用备用电源自投保护装置，是提高电力用户供电可靠性的一项重要措施。近几年电子技术高速发展，高集成度、高性能、高可靠性的CPU不断推出和成熟，电力系统自动化得到了飞越发展。针对变电站自动化建设的需求，尤其采用分层分布式结构的自动化系统后，用户对备用电源自投保护装置提出了特殊要求。本课题通过采用基于DSP和ARM硬件平台，采用可编程动作逻辑功能实现了满足用户需求的新型备用电源自投装置的研制。 该装置在硬件设计上采用DSP+ARM的双CPU结构，集数据采集、数字信号处理、保护出口控制和人机接口为一体，不仅实现了电力系统的实时测控，还实现了分段(桥)、进线和变压器等备用电源自投保护功能以及基于可编程动作方程实现备用电源自投动作逻辑可编程的保护功能。另外，还集成了三段式过流保护、充电保护和后加速保护功能，是一套完整的、功能齐全的、符合DL／T526—2002《静态备用电源自动投入装置技术条件》标准的备用电源自投装置。 该装置的数采逻辑控制主板采用了摩托罗拉公司最新推出的MC56F8346型DSP芯片。该芯片具有运算速度快、可靠性高等优点，又具有控制能力强、片内资源丰富等优点，这些优点提高了装置的性能。另外，该装置的人机界面板采用了AT91R40008型ARM芯片，使装置实现的人际界面管理更加容易和信息更加丰富。 在装置的软件设计方面，独创性地提出，通过在装置的人机界面上采用动作元素构成备自投动作逻辑方程的方式实现备用电源自投动作逻辑编程，以满足各种一次接线对备自投动作逻辑的要求。 在装置的整体抗干扰设计方面，采用了滤波、光电隔离以及继电器出口两级闭锁等多种形式、多种技术的抗干扰措施，提高了装置的可靠性。 本课题所研制的新型备用电源自投保护测控装置具有动作速度快、抗干扰性能好、适应性强以及性价比高等特点。研制成功的装置已于2005年9月25日通过了电力工业电力系统自动化设备质量检测测试中心的检验测试，各项性能指标符合国家行业标准，已具备在变电站现场运行的条件，具有推广应用价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2备自投保护装置发展概况

1.3备自投保护装置的基本要求[8]

1.4本课题的任务和意义

1.5本课题所完成的工作

1.6新备自投装置的功能

1.7本文的结构安排

第二章备用电源自投保护装置的保护原理及实现

2.1备用电源自投保护

2.2三段式过流保护

2.3充电保护

2.4合闸加速保护

2.5备自投保护定值及其整定

2.6本章小结

第三章装置的硬件设计

3.1硬件总体设计

3.2 MC56F8346型DSP芯片介绍

3.3 AT91R40008型ARM芯片介绍

3.4本章小结

第四章装置的软件设计

4.1系统软件的主程序设计

4.2中断程序设计

4.3数据采集模块的程序设计

4.4数据模块处理程序设计

4.5故障处理模块程序设计

4.6通信规约的编写

4.7本章小结

第五章可编程动作逻辑

5.1目前已有的可编程动作逻辑实现方式

5.2数学模型

5.3本装置实现动作逻辑可编程的总体技术方案

5.4本装置实现动作逻辑可编程的具体实施过程

5.5本装置实现动作逻辑可编程方式的优点

5.6本章小结

第六章结论与展望

致谢

参考文献

附录1

附录2

作者简介