新型故障录波器的研究

论文摘要

故障录波器是常年投入运行,监视着电力系统运行状况的一种自动记录及分析系统。利用故障录波器所记录的电气量,可保证电力系统的安全运行,起到极为重要的作用。通讯一直是故障录波中数据传送的重要环节,合理的通讯方案可进一步扩大录波的信息量,提高可靠性、准确件、灵活性、实时性、以及实现共享信息资源。传统的上位机与下位机采用的串口通讯会产生瓶颈效应(网络传输速度大于串口速度)。为此本文研究了一种新型故障录波器以解决上述问题。本文提出了一种结合以太网和内存共享方式的新型通讯方案,并详细阐述了软、硬件的实现。新型故障录波器的硬件采用了全球定位系统(GPS)、嵌入式工控机、数字信号处理器等先进技术和开发平台,采用多CPU并行工作方式构成。在新型故障录波器的软件设计方面,先分析了录波器的具体通讯任务,上位机与中层管理机之间是基于TCP/IP协议的以太网通讯,由Socket编程实现,中层机与下位机之间采用基于双端口RAM的内存共享通讯方式,中层机软件是通讯核心,采用C语言编程,面向用户,面向解题的过程,并且可以对机器硬件进行操作等诸多优势使软件更加易于开发,易于维护。最后,系统地阐述了数据处理系统的实现,包括发变组故障录波器的模拟量配置、开关量配置、启动方式和判据等。并对该系统的整体特点和其应用前景进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 故障录波分析的意义
• 1.2 故障录波分析的发展状况
• 1.2.1 故障录波器的发展过程
• 1.2.2 故障录波器的通讯系统现状
• 1.2.3 发变组录波器的数据处理系统现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 新型故障录波器中新技术的应用
• 2.1 全球定位系统（GPS）在录波器中的应用
• 2.1.1 GPS概述
• 2.1.2 GPS在电力系统上的应用
• 2.1.3 本系统中GPS的应用
• 2.2 嵌入式PC机——PC/104 应用于录波系统的信息管理
• 2.2.1 PC/104 简介
• 2.2.2 HXL/486Ⅱ介绍
• 2.3 以太网（Ethernet）网络在录波器中的应用
• 2.3.1 以太网的开放系统互联模型
• 2.3.2 TCP/IP协议
• 2.4 数字信号处理器（DSP）应用于录波器的信息处理
• 2.4.1 DSP简介
• 2.4.2 DSP与传统单片机的比较
• 第三章 录波器的整体硬件方案
• 3.1 总体结构
• 3.2 技术指标
• 3.3 通讯核心模块——中层管理机的设计
• 第四章 录波数据的传输方式及其实现
• 4.1 录波器的录波数据组成及通讯任务
• 4.1.1 故障录波器的录波过程
• 4.1.2 具体通讯任务
• 4.2 中层机与上位机的通讯——Socket编程的实现
• 4.2.1 Socket原理
• 4.2.2 Socket的两种编程模型的实现
• 4.2.3 系统平台中的 Socket 的模型实现
• 4.3 中层机与下位机的通讯——内存共享的实现
• 4.3.1 双端口RAM的分区
• 4.3.2 数据格式及说明
• 4.3.3 数据的保存
• 4.4 上位机软件介绍
• 4.4.1 具体功能
• 4.4.2 通讯部分软件流程
• 4.5 通讯核心——中层机软件介绍
• 4.5.1 软件编程语言
• 4.5.2 看门狗的使用
• 4.5.3 调试中所应用的技巧
• 第五章 发变组故障录波系统基本配置和主要启动方式
• 5.1 录波量的配置
• 5.1.1 发变组录波器的模拟量配置
• 5.1.2 发变组录波器的开关量配置
• 5.2 启动方式和判据
• 5.2.1 发一变组内部故障分析及启动判据
• 5.2.2 接地故障分析及启动判据
• 5.2.3 外部故障和异常工况分析及启动判据
• 5.2.4 过励磁、低励失磁和失步分析及启动判据
• 第六章 结语
• 6.1 本文所完成的工作
• 6.2 系统特点及应用展望
• 6.2.1 整个系统方案具有的特点
• 6.2.2 新型录波器的应用展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢