变电站数字式保护监控装置改进需求与设计方案

摘要

随着自动化、智能化技术的快速发展，数字式保护监控装置作为变电站系统的重要组成部分，向着网络化、智能化以及保护监控一体化、数据通信一体化的方向发展。数字式保护监控装置的现场应用不但能够保证电力系统的可靠性以及提高供电质量和运行效率，为工农业生产和居民生活提供优质的电力保障;而且能够实时监测和记录运行数据，准确地分析判断故障原因，并正确地和可靠地发出动作指令切除故障，减少了运行维护人员的工作量，保证人身、设备和电网的安全。所以研究和设计一款高性能的数字式保护监控装置是十分必要的。
　　本设计应用现在先进成熟的计算机技术和性能优良的电子产品，对使用中的装置提出改进需求和设计方案。主控制单元数字信号处理器(DSP)TMS320VC33芯片的控制功能较弱，通过增加可编程逻辑器件(CPLD) XC9572芯片构成DSP的外围接口电路，完成主控制单元的改进和设计。实现CPLD扩展DSP控制逻辑功能，大大提高了DSP外设访问能力，增强了主控制单元的控制功能。用该方式开发装置时，通过更改部分布线逻辑，更加简化板面布线。另外通过分析两种模数转换形式，旧芯片数据采集系统已不能满足新数字式保护监控装置的要求，采用AD7865芯片完成高速数据采集系统的设计。这样设计进一步简化电路、减少烙制引线、缩短数据采集时间和减少CPU的干预，为后期工作留有余地，实现数据采集单元高度集成化和提高装置的可靠性。结合工程实际需要，在装置上增配电压切换模件实现单元切换，并完成电路接线并实现设计功能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 电力系统现状

1．1．2 变电站数字式保护监控装置

1．2 国内外相关课题研究现状

1．2．1 国外相关课题研究现状

1．2．2 国内相关课题研究现状

1．3 本文研究的内容

第二章 数字式保护监控装置的基本介绍

2．1 装置其它要求

2．1．1 通信功能

2．1．2 远方整定和保护投切功能

2．1．3 时钟自动校对功能

2．2 微处理器系统

2．3 逻辑控制系统

2．4 数据采集系统

2．5 原数字式保护监控装置硬件结构

第三章 数字式保护监控装置总体设计方案

3．1 设计基本要求

3．2 数字式保护监控装置总体设计方案

3．3 通信接口单元

3．4 工作电源单元

3．5 开关量输入／输出单元

3．5．1 概述

3．5．2 开关量输入回路设计

3．5．3 开关量输出回路设计

第四章 主控制单元设计

4．1 DSP芯片TMS320VC33

4．2 可编程逻辑器件CPLD芯片XC9500系列

4．3 主控制单元设计——CPLD+单DSP结构

4．3．1 开发环境

4．3．2 基本组成

4．3．3 设计方案

第五章 数据采集单元设计

5．1 数据采集单元

5．2 模数转换过程及技术指标

5．3 常见的两种模数转换模式

5．3．1 逐次逼近式模数转换模式

5．3．2 电压频率转换模式(VFC)

5．3．3 两种数据采集方案比较

5．4 数据采集系统通道组成及结构形式

5．4．1 组成

5．4．2 结构形式

5．5 高速数据采集系统

5．5．1 AD7865芯片构建的高速数据采集系统单元

5．5．2 数据采集系统与VC33芯片接口电路设计

第六章 电压切换装置的设计

6．1 增加电压切换装置的需求分析

6．2 电压切换装置的设计方案

6．2．1 电压切换模件的具体接点设计

6．2．2 电压切换装置的软件功能设计

第七章 总结

致谢

参考文献