基于DSP的消弧及过电压微机保护装置的研制

摘要

在我国电力系统的配电网中弧光过电压时有发生，对电网的安全运行和电力设备构成了比较严重的威胁，本文列举了配电网中各类过电压，针对目前配电网中易产生的单相弧光接地过电压，阐述了此类过电压的产生及危害，比较了几种常用的消弧方法，在充分分析和吸收当前微机保护装置的先进技术及经验基础上，设计了一种基于DSP的消弧及过电压微机保护装置来消除此类过电压。 本论文介绍了消弧及过电压微机保护装置的组成部件，并详细的说明了装置控制器的硬件及软件设计。该控制器以TI公司生产的32位高性能TMS320F2812DSP作为中央控制单元，硬件上设计了数据采集系统、微型机主系统、开关量(或数字量)输入/输出系统的典型硬件结构；软件上在DSP上移植了μC/OS-II实时操作系统，进行了多任务和中断的划分，并以此为平台完成了应用程序的设计；最后进行了装置的可靠性设计。

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2当前微机保护装置中存在的问题

1.3目前配电网微机保护的现状及不足和本论文研究的意义

1.4本论文研究内容和章节安排

第二章消弧及过电压的分析及限制技术措施

2.1 配电网中各类过电压的分析

2.1.1外部过电压

2.1.2 内部过电压

2.2弧光接地过电压分析

2.2.1弧光接地过电压的产生及物理过程分析

2.2.2 影响弧光接地过电压的因素

2.2.3弧光接地过电压的危害

2.3 目前常用的限制弧光接地过电压的技术措施

2.3.1 中性点经消弧线圈接地措施

2.3.2中性点经小电阻接地措施

2.3.3避雷器在配电网过电压的不足

2.4 限制弧光接地过电压新措施

2.4.1装置的组成部件

2.4.2装置的工作过程简介

第三章微机保护装置控制器的硬件设计

3.1装置控制器硬件总体设计方案

3.2数据采集系统

3.2.1 电压形成模块

3.2.2模拟滤波模块

3.2.3 AD转换模块

3.3微机主系统

3.3.1主控制器模块

3.3.2调试接口模块

3.4开关量(或数字量)输入/输出系统

3.4.1开关量输入模块

3.4.2开关量输出模块

3.4.3人机接口模块

3.4.4通信模块

第四章微机保护装置的软件设计

4.1 数字滤波及算法

4.2微机保护判据

4.3实时操作系统μC/OS-Ⅱ的分析及其移植

4.3.1 μC/OS-Ⅱ简介

4.3.2 μC/OS-Ⅱ在F2812上的移植

4.3.3移植测试

4.4基于uC/OS-Ⅱ的应用程序设计

4.4.1基于uC/OS-Ⅱ的任务和中断划分

4.4.2主程序设计

4.4.3 中断程序的设计

4.4.4保护逻辑判断任务

4.4.5 485 通信数据发送和接收任务

4.4.6 LCD显示任务和键盘检测任务

4.4.7系统自检任务

第五章微机保护装置控制器的可靠性设计

5.1概述

5.2微机保护装置的抗干扰措施

5.2.1 电力系统的干扰源

5.2.2干扰的传播途径

5.2.3硬件抗干扰措施

5.2.4软件抗干扰措施

5.3微机保护装置的自动检验措施

5.3.1数据采集系统的自检措施

5.3.2开关量输入/输出回路的自检措施

5.3.3 RAM、FLASH的自检措施

5.3.4程序和定值的自检措施

第六章总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献