脱扣器是供电系统中最重要的电器之一,为了保护电力系统和用电设备,智能脱扣器需具有电力电路接通和分断能力、故障诊断和智能保护功能、电网运行的远程网络监控和集中管理等功能。 将数字信号处理器(DSP)、微电子技术和现场总线技术应用于智能脱扣器设计中,能实现传统电器元件功能的组合化和智能化,并能够通过现场总线通信技术的应用实现智能脱扣器控制的网络化和自动化。本课题通过对国内外低压智能脱扣器产品以及现场总线技术进行研究和比较,归纳出可通信智能脱扣器设计中的一些关键技术和当前发展方向。 课题主要研究了基于快速傅立叶变换(FFT)算法对电网谐波进行分析实现智能脱扣器的各种测量及保护算法的原理和在DSP上的实现方法,并对该算法存在的误差提出改善措施;利用TMS320F2812的串行通信接口(SCI)和控制器局域网(CAN)模块,提出了基于RS-485总线标准的串行通信和基于CAN总线的多主通信两种设计方案。由于CAN总线通信距离远、数据传输速度快、监测实时性强、组建方便,因此系统重点研究了CAN总线的硬件和软件模块的设计。 论文以TI公司的DSP芯片TMS320F2812为核心处理器,实现智能脱扣器系统硬件和软件单元的设计。文中详细叙述了脱扣器的功能、工作原理和设计理论依据,并在DSP开发板DSK(DSP Starter Kit)基础上通过扩展接口设计实现其A/D采样、显示输出、保护功能、控制执行等功能,以及利用CAN总线实现电网系统运行的遥测、遥信、遥调和遥控功能。同时对该装置在硬件和软件设计上所采取的各种抗干扰措施进行了具体说明。