电力自动化系统智能保护测控设备的设计与开发

摘要

为了适应电力系统的自动化改造和现代化电能管理的需要，本文设计了集测量、控制、保护、通讯于一体的智能保护测控设备。设备采用了模块化结构，根据实现功能的不同，而将设备分成主控模块、电量转换模块、开入开出模块、通讯模块、人机对话模块。 在硬件设计中，采用了“电能计量芯片+单片机+CPLD”的方案。其中电能计量芯片选用了精度高、测量数据齐全的ATT7022，使得设备能够准确、迅速地完成各种数据测量工作；单片机选用了ATmega 128，它速度快并有大容量非易失性存储器，可在不需要添加外部存储器的情况下对各模块进行有效的控制，并能很好的实现继电保护功能；CPLD采用了XC9572，它用来代替以往设计中的标准通用集成芯片，作为单片机到开入开出模块及人机对话模块的接口。整个硬件设计中采用的器件集成度都很高、功能强大，因此省去了很多外围器件，简化了电路，提高了抗干扰能力，提高了设备的性价比。 在软件设计方面，采用C语言编程，通过模块化程序设计，将整体分成主程序模块和各子程序模块，主程序根据中断请求对子程序模块进行调用，能较好的对按键、通讯及开关动作等进行实时处理。 这种集成度高、功能强大的智能保护测控设备对于推动电力系统自动化有着重大的意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 电力自动化系统的现有模式

1.2电力自动化技术的发展历程

1.3课题的背景及意义

1.4课题的内容及章节构成

第二章智能保护测控设备总体方案

2.1设备的基本功能

2.2设备的整体结构

2.3设备的方案设计

第三章设备硬件设计

3.1主控模块

3.1.1 保护ADC部分

3.1.2单片机部分

3.1.3 电能计量部分

3.1.4 CPLD部分

3.1.5 看门狗电路

3.1.6 实时时钟电路

3.2电量转换模块

3.3开入开山模块

3.4通讯模块

3.5人机对话模块

3.6硬件抗干扰设计

第四章VHDL语言简介及应用

4.1 VHDL的语言简介

4.2 VHDL的程序结构

4.3 VHDL在设备中的应用

第五章设备软件设计及算法

5.1软件开发环境

5.2软什设计流程和总体框架

5.2.1 主程序模块

5.2.2子程序模块

5.3采样算法

5.4滤波算法

5.5软件抗干扰设计

第六章设备调试

6.1硬件调试

6.2软件调试

6.3性能测试

第七章结论和展望

7.1 结论

7.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文