电力五防中防误闭锁嵌入式控制单元的设计与实现

摘要

变电站的防误闭锁电力安全运行中非常重要的一项。在数字化、智能化变电站高速发展的现如今，如何能实现变电站的防误闭锁成为该领域的研究重点和难点。随着变电站的自动化技术的发展，防误闭锁经历了机械防误闭锁、电气防误闭锁和微机防误闭锁三个阶段。目前国内大多数变电站使用电气防误闭锁和微机防误闭锁，一些变电站甚至还在使用机械防误闭锁方式。
　　 由于机械和电气防误闭锁不能实现复杂逻辑的联锁，而微机防误不能实现在线实时的防误功能。本文在针对上述问题研究分析的基础上，按照IEC61850协议中关于变电站的电站层、间隔层、过程层三层体系结构模型，提出了基于间隔层的在线式防误闭锁系统。该系统以嵌入式系统为系统平台，依据IEC61850的通信模型，实现间隔内的联锁和控制、间隔间闭锁信息的传输，最终实现了间隔层的防误闭锁控制功能。
　　 本文主要做了以下几个方面的研究工作：
　　 (1)提出了一种基于总线的间隔层的在线实时监控方案，采用Modbus通信协议，实现在Linux环境下实时采集间隔层控制的各个设备的状态，实现远程监控。
　　 (2)依据IEC61850提出的变电站信息模型、通信模型建立的方法，采用了GOOSE传输技术，实现了嵌入式Linux平台GOOSE闭锁报文的接收和发送。
　　 (3)本文构建了以ATMEL的ARM9芯片AT91SAM9G45为主处理器，以Linux为操作系统的控制平台，实现了系统的硬件设计、操作系统移植、文件系统移植、设备驱动移植、以及应用程序的编制，给出了基于嵌入式Linux的带电间隔防误闭锁系统的实现。