论文题目: 数字保护平台设计及110KV线路保护算法的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电机与电器
作者: 林健
导师: 胡敏强
关键词: 数字保护平台,以太网,总线,标时与校时,抗干扰,线路保护,距离保护
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文主要研究开发了基于通信方式的数字保护平台,包括平台硬件整体方案设计、逻辑与执行系统硬件研制和软件开发,此外研究了应用于该平台的110KV线路保护的算法。论文概述了数字继电保护装置的历史发展阶段、现状,并展望未来发展趋势,明确了数字继电保护装置正向着网络化、智能化的方向发展。同时,简介110KV线路保护的组成与算法。论文首先根据网络化、平台化对数字保护结构的要求,考虑到110KV线路保护、变压器保护等核心硬件基本相同,只需组态不同的软件即可实现不同保护。因此,提出基于通信方式(以太网、CAN)的数字保护平台设计方案。围绕这一方案,介绍插件化、统一化的数字保护平台的硬件结构体系,包括通信处理系统、人机接口系统、数据采集处理系统、逻辑与执行系统等,分析了各插件的结构和实现的功能,并论证了通信的可靠性和实时性。其次,遵循“开入开出的灵活配置”这一设计理念,详细阐述平台中的逻辑与执行系统的硬件研制,包括以太网通信接口、CAN总线接口、校时与标时单元、开入开出扩展电路、继电器插件等,并论述开入开出回路的抗干扰设计。再次,围绕逻辑与执行系统驱动程序的设计,论述了其中关键的四个方面内容:CAN通信中读写命令格式的配合、DSP定时器与外部实时时钟同步的软件设计、校时与标时的误差纠正、各中断子程序的优先级处理。论文根据110KV线路保护的特点,概述了实现保护的流程。针对阻抗比较判据运算量大的缺陷,提出用功率比较判据代替阻抗比较判据,避免除法运算,有效降低运算量。同时介绍了比相判据的一种简单算法。论文还针对设计调试过程中出现的问题,如存储空间的分配、流水线冲突、DSP对FLASH的在系统编程、并行引导装载等,提出了具体的解决方案。论文最后总结了所开展的工作,并提出了下一步工作方向。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪言
1.1 数字继电保护的历史、现状与发展趋势
1.2 110 千伏输电线路数字保护的特点
1.3 论文的组织结构和研究内容
第二章 数字保护平台整体方案的构架
2.1 设计方案的提出及通信可靠性论证
2.2 平台硬件结构体系
2.3 平台主要插件结构与任务分割
2.3.1 数据采集处理系统
2.3.2 通信处理系统
2.3.3 逻辑与执行系统
2.3.4 人机接口系统
第三章 可灵活配置的逻辑与执行系统设计
3.1 系统设计思路与硬件结构
3.2 系统的核心处理单元设计
3.2.1 DSP处理器TM5320VC5410A的硬件资源配置
3.2.2 复杂可编程逻辑器件在系统中的应用
3.3 通信单元设计
3.3.1 以太网通信接口设计
3.3.2 CAN通信接口设计
3.3.3 DSP与CAN之间的通信流程
3.4 标时与校时单元设计
3.4.1 事件时标的产生
3.4.2 GPS校时方案
3.5 开入开出单元设计
3.5.1 开入开出通道扩展中的时序配合
3.5.2 开入信号的隔离输入电路
3.5.3 开出信号的隔离输出/驱动电路
3.5.4 继电器插件
3.6 开入开出的抗干扰设计
3.6.1 双工出口通道
3.6.2 正常状态下“出口不带电”技术
3.6.3 开出自检
3.7 其他外围电路
第四章 逻辑与执行系统驱动软件设计
4.1 驱动软件模块结构
4.1.1 主循环流程的设计
4.2 初始化与自检模块
4.3 以太网通信协议层的选择
4.3.1 以太网发送流程
4.3.2 以太网接收流程
4.4 CAN通信中读写命令格式的配合
4.5 开入开出模块
4.6 标时与校时模块
4.6.1 DSP定时器与外部实时时钟同步的软件设计
4.6.2 读时误差与系统时间误差的校正方案
4.7 中断子程序模块的优先级处理
第五章 110KV线路保护的算法研究
5.1 保护流程概述
5.2 保护算法的改进
5.2.1 阻抗比较式判据的耗时估算
5.2.2 功率比较式判据对运算耗时的改进
5.2.3 比相判据的简单算法
第六章 设计调试中遇到的问题及解决方案
6.1 DSP存储空间映射方案的选择
6.2 流水线冲突的解决
6.3 DSP对FLASH的在系统编程
6.4 并行引导装载的实现
6.4.1 引导模式选择与并行引导流程
6.4.2 自举表生成与烧写
第七章 结论与展望
一、论文工作成果
二、进一步的研究工作展望
致谢
附录
参考文献
作者在学期间发表的论文清单
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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