基于DSP2812小电流接地系统选线装置的设计研究

论文摘要

中性点不接地或经消弧线圈接地系统,即小电流接地系统。我国大多数配电网均是小电流接地系统,该系统发生单相接地故障的概率最高。考虑到配电网的拓扑结构复杂,一旦发生故障,如不及时处理故障,会影响到整个电力系统的安全运行。所以应尽快选出故障线路,这对于系统的安全运行具有重要意义。但由于故障发生后电流变化小、故障特征不明显,小电流接地系统选线问题虽研究了多年却一直未能得到很好解决,已严重阻碍配电网供电的可靠性与自动化水平的提高。本文首先对小电流接地系统单相接地故障特征进行较深入的理论分析,着重研究了该系统发生故障后的暂态、稳态特性,并以此为基础,利用MATLAB的SimPowerSystem工具箱构建了配电网系统单相接地故障数学模型。并着重研究了当前的几种先进选线算法:S信号注入法、暂态能量法和五次谐波法等,并利用SimPowerSystem对各种选线法做了仿真。其次,论文在查阅了国内外相关文献资料和研究分析了我国小电流接地系统选线技术的发展历史与现状的基础上,设计了一套经济实用、符合现场实际应用的基于TMS320F2812技术的选线装置。根据选线装置的要求,设计出了以TMS320F2812为核心的最小系统、数据采集系统、通信模块及各部分相应的算法。该装置是结合我国电力工业发展的特殊市场需求,在现有成熟的硬件电路与技术的基础上完成的,势必将有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 1 小电流接地系统选线装置的国内外发展现状
• 2 本文所要做的工作
• 第一章 小电流接地系统单相接地故障特征分析
• 1.1 电力系统中性点接线概述
• 1.2 小电流接地系统单相接地故障的稳态特征分析
• 1.2.1 中性点直接接地系统
• 1.2.2 中性点不接地系统
• 1.2.3 中性点经消弧线圈接地系统
• 1.3 小电流接地系统单相接地故障的暂态特征分析
• 1.3.1 暂态电感电流
• 1.3.2 暂态电容电流
• 1.3.3 暂态接地电流
• 1.4 基于MATLAB 的小电流接地系统单相接地故障仿真
• 1.4.1 MATLAB 及SimPowerSystem 简介
• 1.4.2 基于Sim PowerSystem 小电流接地系统故障仿真
• 1.5 本章小结
• 第二章 小电流接地系统选线策略的研究
• 2.1 国内外选线状况概述
• 2.2 信号注入选线方案
• 2.2.1 信号注入选线法原理分析
• 2.2.2 信号注入选线法在小电流接地系统单相故障中的MATLAB 仿真
• 2.3 暂态能量法选线方案
• 2.3.1 暂态能量法原理分析
• 2.3.2 暂态能量法在小电流接地系统单相故障中的分析及MATLAB 仿真
• 2.4 其它选线方案
• 2.4.1 小波法
• 2.4.2 五次谐波分量法
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于TMS320F2812 的选线装置的硬件实现
• 3.1 TMS320F2812 的最小系统的设计
• 3.1.1 复位电路及电源
• 3.1.2 JTAG 仿真器
• 3.1.3 系统时钟
• 3.1.4 外扩存储器
• 3.2 数据采集模块
• 3.2.1 电流电压变换器
• 3.2.2 信号调理电路
• 3.2.3 模数转换电路
• 3.3 开关量输入输出模块
• 3.4 网络通信模块
• 3.4.1 RS-485
• 3.4.2 USB
• 3.5 选线装置抗干扰设计
• 3.5.1 干扰的来源及对选线装置的影响
• 3.5.2 抗干扰方法
• 3.6 本章小结
• 第四章 选线装置系统的软件实现
• 4.1 TMS320F2812 软件开发环境
• 4.2 DSP 系统程序设计方案
• 4.2.1 DSP 的软件功能设计
• 4.2.2 初始化
• 4.2.3 主控循环程序
• 4.2.4 外部中断程序
• 4.3 选线装置常用算法
• 4.3.1 FIR 滤波器的设计
• 4.3.2 快速开方法
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统测试与分析
• 5.1 系统测试原理
• 5.2 系统测试设计
• 5.3 测试分析
• 5.4 误选分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 附录 1
• 附录 2
• 详细摘要