基于DSP的馈线终端单元FTU的研制

摘要

该文在参考了各种馈线自动化方案后,阐述了自己对馈线自动化的理解,在比较和参照了国内外同类装置的基础上,设计开发了一种以TMS320F206DSP为核心的FTU,相对于传统的基于普通单片机的FTU装置,以DSP为核心的FTU可以增加每周波的采样点数、处理更复杂的保护算法,从而使得装置具有更高的可靠性.该文首先分析了FTU的功能,包括测量、监控、保护、通信等,并给出了装置的主要技术指标,在此基础上重点确定了装置的硬件框架结构和软件系统方案.硬件上详细给出了系统主要功能模块的工作原理和设计内容,包括模拟信号输入电路、数字信号输入输出电路、看门狗及系统复位电路、CAN总线接口电路等.软件上采用C和汇编语言混合编程,以实时多任务调度为核心,具体划分了系统的任务模块,并根据任务的性质赋予不同的优先级,既满足了电力系统对强实时性的要求,又极大地提高了软件系统的灵活性,主要设计的任务模块包括:数据采集模块、数据处理(FFT)模块、通信模块等.该文还进行了电磁兼容设计,在分析电磁干扰的机理和传播途径基础上,分别从硬件和软件上有针对性地采取了措施.系统的软、硬件均以平台的理念进行设计,具有通用性强、扩展方便、运算速度快、使用灵活等特点,不仅适合作为电力系统FTU的设计平台应用,同样也可以用在过程控制、智能仪器等其它场合.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

第一章绪论

1.1课题背景

1.2配电自动化系统

1.3本文的主要工作

第二章FTU功能描述

2.1馈线监视功能

2.1.1参数的实时采集与计算

2.1.2通过主站软件实现馈线SCADA功能

2.2故障检测功能

2.2.1故障检测

2.2.2配合上层软件实现自动分段隔离、自动恢复

2.3负荷转移功能

第三章系统硬件方案

3.1 F206芯片介绍

3.2硬件系统的整体结构设计

3.3各功能模块设计

3.3.1数字量信号输入电路

3.3.2数字量信号输出电路

3.3.3模拟量信号输入电路

3.3.4测频输入电路

3.3.5看门狗及系统复位电路

3.3.6 CPLD系统控制逻辑电路

3.3.7 CAN总线接口电路

3.3.8串口电路

3.4主要技术指标

第四章系统软件方案

4.1实时多任务调度系统

4.2软件结构

4.2.1 F206编程基础

4.2.2系统任务分类

4.2.3系统任务调度

4.2.4存储器分配

4.3软件模块设计

4.3.1数据采样模块

4.3.2数据处理模块

4.3.3通信模块

第五章电磁兼容性设计

5.1概述

5.2装置硬件的电磁兼容性设计

5.2.1静电放电干扰

5.2.2电网电压跌落和短时中断

5.2.3电压/电流浪涌干扰

5.2.4快速瞬变脉冲群干扰

5.2.5电路板本身的抗干扰措施

5.3装置软件的抗干扰设计

5.3.1抗干扰防系统死机程序的设计

5.3.2其它软件抗干扰措施

第六章总结

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

学位论文评阅及答辩情况表