论文摘要
继电保护是电力系统可靠供电、安全供电的重要环节。可靠、高效、合理的继电保护系统对准确识别故障,快速切除故障,保护用电设备,缩小停电范围,防止故障扩大有着至关重要的作用。目前针对铁路供电系统大多采用以单片机为核心甚至采用传统继电器构造的继电保护系统,传统的由继电器组成的继电保护系统体积庞大,接线复杂,不仅施工难度大、周期长,而且在运行中很容易出现各种机械和电气方面的故障,故障一旦出现很难查找,不利于系统的维护。虽然以单片机为核心的继电保护系统在体积与功能上远远优于纯粹由继电器组成的继电保护系统但是系统仍然存在接线繁琐,不便于维护等不利因素。在组合电器日渐普及的今天,由单片机构成的继电保护系统在体积上也渐渐不适应要求。随着半导体技术的迅猛发展,低功耗高性能处理器层出不穷,最有代表性的通用数字信号处理器是美国德州仪器（TI）的TMS32系列与AD公司的ADSP系列。它们在数字信号处理方面的性能远远高于传统的单片机,这非常适合继电保护系统中的数字滤波环节。另一方面,复杂可编程阵列（CPLD）的出现对要求高保密,高可靠性,高灵活性的运用场合,开辟了新的途径。它有高集成度,丰富的可编程门与I/O口的特点,非常满足继电保护系统中逻辑判断环节对器件的要求。本文深入分析了现场继电保护的动作逻辑与采集量,结合近期较为先进的半导体技术,利用高速数字信号处理器与复杂可编程阵列的各自优点,有机结合在一起,提出基于数字信号处理器与复杂可编程阵列的继电保护方案。在提高系统速动性、可靠性与准确性的同时,大大提高系统集成度。这样不仅可以简化施工与维护,同时也为高集成度的大型组合电器提供可靠的保护装置。为保证设计的正确性,在诸如CPLD功能开发环节均给出了行为级仿真时序,在滤波器设计环节给出了频率响应曲线与仿真,在详细比较了TMS32系列与ADSP系列DSPs的性能后确定使用ADSP-21160作为系统的核心数字信号处理器件。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 继电保护的发展历程1.2 继电保护的未来发展方向1.2.1 保护、控制、测量、数据通信一体化1.2.2 智能化1.3 本文的主要工作第2章 模拟滤波与离散数字信号处理2.1 系统前向通道模拟低通滤波单元2.1.1 模拟低通滤波的必要性2.1.2 模拟低通滤波电路2.2 数字滤波器2.2.1 数字滤波器的基本概念2.2.2 非递归型滤波器2.2.3 递归型数字滤波器的概念2.3 一阶差分后半周波FFT2.4 本章小结第3章 硬件系统设计3.1 系统分析3.2 A/D转换器件选型3.2.1 ADS7864特性3.2.2 基于ADS7864对模拟信号分组3.2.3 ADS7864工作原理3.3 DSPS器件选型3.3.1 ADSPSHARC系列处理器概述3.3.2 ADSPSHARC系列处理器与TMS320处理器性能比较3.3.3 ADSPSHARC系列处理器基本性能介绍3.3.4 ADSP21160处理器存储器组织情况3.3.5 ADSP21160处理器DMA3.3.6 分配ADSP21160片上硬件资源3.4 ADSP21160与ADS7864的接口设计3.5 ADSP21160与保护逻辑CPLD的接口设计3.6 利用ADSP21160的LINKPORT4进行BOOTING的设计3.7 键盘设计3.8 显示模块设计3.9 利用ADS21160串行口1与主机接口的设计3.10 外部非易失性存储器与ADS21160的接口设计3.11 实时时钟DS12C887与ADSP21160的接口设计3.12 电源设计3.13 输入输出的防雷设计3.14 输入输出通道3.15 本章小结第4章 保护CPLD协处理部分4.1 保护系统的逻辑描述4.1.1 逻辑定义4.1.2 实现（对一个断路器或隔离开关而言）4.1.3 CPLD的功能4.1.4 CPLD的工作过程4.1.5 信号统计4.2 各个开关的状态方程4.2.1 信号定义4.2.2 各个断路器与隔离开关的状态方程4.3 行为仿真4.3.1 合闸状态手动分合闸4.3.2 分闸状态手动分合闸4.3.3 合闸状态计算机给出限时速断与过流保护信号4.3.4 分闸状态计算机给出合闸信号4.3.5 合闸状态、使能屏蔽计算机合闸4.4 本章小结第5章 软件系统设计5.1 软件设计概述5.2 BOOTING设计5.3 初始化程序5.4 ADSP21160与保护逻辑CPLD模块间通讯子程序5.5 ADSP21160与主机间通讯子程序5.6 主程序5.7 本章小结结论致谢参考文献附件一 数字滤波M文件与程序说明附件二:CPLD行为级描述程序攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
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标签：继电保护论文; 逻辑控制与保护论文;
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