基于TMS320F2812的微机线路保护装置的研究

摘要

目前电力系统运行的微机保护装置选用的CPU大多数是16位单片机，由于受到处理速度的限制，很难实现更强的保护功能。软件上大多还是采用汇编语言编程和传统的线性程序流程，不便于软件的升级与维护。本文在充分分析和汲取当前微机保护装置的先进技术后，提出了一种基于DSP和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的微机线路保护测控装置。 装置硬件上采用DSP加MCU的双CPU结构，以TI公司的DSP处理器TMS320F2812为控制核心，实现保护、测量和通信功能，以P89C668H单片机实现人机接口功能。装置的软件采用基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ。本文在介绍了μC/OS-Ⅱ的一些基本概念之后，详尽叙述了其在TMS320F2812上的移植过程。软件部分在介绍了装置的保护配置和采取的算法之后，概要介绍了基于μC/OS-Ⅱ平台的应用程序任务划分和设计。 本文所研究的微机保护测控装置在总体方案和设计思想上有新意，完全能够满足保护的所要实现的基本要求。

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.1.1变电站综合自动化的基本概念

1.1.2变电站综合自动化系统的基本特点

1.2微机保护测控装置

1.2.1国内外微机保护装置的发展现状

1.2.2当前微机保护测控装置中存在的问题

1.3本论文研究的意义

1.4本论文的研究内容和章节安排

第二章设计方案选择

2.1硬件架构方案的选择

2.2软件系统设计方案

第三章硬件系统设计

3.1主CPU模块

3.1.1TMS320F2812简介

3.1.2主CPU模块的其他组件

3.2模拟量采集及信号调理模块

3.2.1交流(TA/TV)变换电路设计

3.2.2信号调理电路设计

3.2.3 ADC的选用

3.2.4电能测量模块

3.3开关量输入输出模块

3.3.1开关量输入回路

3.3.2开关量输出回路

3.4通信接口模块

3.4.1 RTL8019AS简介

3.4.2 RTL8019AS的内部结构

3.4.3内部RAM与I/O地址分配

3.4.4 RTL8019AS与F2812接口电路

3.5人机接口模块

3.5.1液晶显示部分

3.5.2键盘部分

3.6电源模块

3.7系统抗干扰设计

3.7.1干扰来源及对微机保护装置的影响

3.7.2抗干扰措施

第四章软件系统设计

4.1软件系统构成

4.2系统软件设计

4.2.1μC/OS-Ⅱ简介

4.2.2μC/OS-Ⅱ在F2812上的移植

4.2.3测试移植代码

4.3保护算法与保护判据

4.3.1微机保护装置的保护配置

4.3.2保护算法简介

4.3.3保护判据

4.4应用程序设计

4.4.1任务划分

4.4.2任务设计

第五章工作总结与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

参考文献