基于嵌入式系统的故障录波器的研究

摘要

本文对基于嵌入式系统的故障录波器进行了研究。文章首先介绍了故障录波器的功能和国内外故障录波器的发展现状，分析了现有的故障录波器的一些优缺点，并介绍了其发展趋势。根据发展的需要，设计了一种满足分布式电网故障诊断系统需要的嵌入式故障录波器，其主要功能是数据采集、启动判断、数据存储与上传和网络通信等。它适用于220kV～500kV电压等级的电力系统故障录波。它和现在国内应用较多的故障录波器比较，具有突出的优点：它可以作为一个独立的单元实现启动判断、数据处理和数据存储、传送等功能；克服了现代故障录波器对后台机依赖强的一个缺点，不再依赖于后台机；并且本系统外扩了一个40G的硬盘，可以大容量存储，不会因为容量不足或是传送速度问题而导致数据丢失。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1概述

1.1.1故障录波器的研制背景和意义

1.1.2故障录波器的发展以及发展趋势

1.2课题的提出及论文的主要工作

1.2.1课题的提出

1.2.2论文工作的主要内容

2嵌入式故障录波器总体设计方案

2.1录波器的功能需求和技术要求

2.1.1数据录波类型

2.1.2对故障动态过程记录设备的基本要求

2.1.3启动量与启动方式

2.1.4故障录波器的技术指标

2.1.5录波数据记录方式

2.2系统硬件设计方案

2.2.1嵌入式硬件设计方案

2.2.2嵌入式ARM处理器结构及选型

2.3嵌入式系统软件设计

2.4系统开发环境

2.4.1 ARM开发环境

2.4.2 CPLD开发环境

2.4.3电路设计开发环境

2.5小结

3故障录波器启动判断及算法的研究

3.1突变量启动算法

3.2有效值超限和欠限启动

3.3负序启动

3.4频率超限启动

3.4.1新算法的原理

3.4.2新算法的仿真与分析

3.5小结

4故障录波器的硬件电路设计

4.1基于ARM920T的核心板

4.1.1 S3C2410的功能介绍

4.1.2 Flash接口电路设计

4.1.3 SDRAM接口电路设计

4.1.4时钟电路设计

4.2母板电路设计

4.2.1电源管理模块

4.2.2复位电路设计

4.2.3硬盘接口电路设计

4.2.4串口通信接口电路设计

4.2.5以太网接口电路设计

4.2.6 USB接口及接口电路

4.2.7 LCD及触摸屏接口电路设计

4.2.8 JTAG接口设计

4.3数据采集模块设计

4.3.1模拟量采集与调理电路

4.3.2开关量输入电路

4.4小结

5故障录波器硬件系统的调试

5.1系统印刷电路板的设计

5.2硬件系统的调试

5.2.1电源、晶振及复位电路调试

5.2.2 JTAG接口电路的调试

5.2.3 SDRAM接口电路的调试

5.2.4 Flash接口电路调试

5.2.5 RS232串口接口电路的调试

5.2.6其它外部设备接口的调试

5.3小结

6故障录波器软件系统的设计

6.1常见嵌入式操作系统

6.2 Windows CE应用于工业控制系统领域的优势

6.3基于Windows CE的产品开发流程

6.4 Windows CE操作系统的移植

6.5基于Windows CE平台应用软件的设计

6.6故障录波器上位机软件的设计

6.6.1设计方案

6.6.2上位机软件的设计

6.7 小结

7总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

附图

致谢

读研期间发表论文