论文部分内容阅读
故障录波装置是分析电网故障必不可少的装置。它常年投入监视电力系统的运行状况,可记录因短路故障、电压崩溃、频率崩溃、系统振荡等大扰动发生前后一段时间内的电压、电流、功率等电参量的变化过程以及继电保护与安全自动装置的动作行为。随着电力系统网络规模的不断扩大,电力系统的行为也日趋复杂,对故障录波装置的性能提出了更高的要求。
能否灵敏、可靠地起动以及快速、实时地传送大量故障数据是衡量故障录波装置工作性能的重要标准。本文参考了大量国内外微机型故障录波装置的设计,针对国内普遍使用的故障录波装置硬件配置不合理、采样频率低、系统容量小,时钟不统一等不足,利用现代计算机技术、数字信号处理器、双端口RAM、可编程逻辑器件、全球定位系统以及嵌入式以太网技术的发展,设计了一种新型的分布式故障录波与分析系统。本文的主要工作是面向其前置装置的研发。
本装置采用插件式结构,主要包括三类插件:中央处理插件、交流电压电流变换与电源插件以及人机交互插件。其中,中央处理插件为前置装置的核心,它采用基于自主知识产权的嵌入式多芯片模组MCM2812的双CPU结构,利用CPU强大的数字信号处理和运算能力,确保录波数据的完整性和真实性;选用高速ADC进行数据采集和模数转换;利用高集成度CPLD芯片进行灵活的硬件设计,使电路大大简化、可靠,并减小PCB面积;采用GPS对时实现全网统一,可提高事故分析的准确性;并采用嵌入式以太网通信网络,能很好地满足故障数据传送的容量大、速度快、实时可靠的要求。
本文在软件设计时,依据本装置硬件系统的特点,采用了模块化设计思想,并选用C语言进行编程,做到了模块划分合理,软件的可读性、可扩展性、可测试性和可维护性较强,清晰度高,设计质量大大提高。针对故障录波的技术要求,充分研究了最优故障录波起动算法,实现了灵敏的突变量起动、开关量起动、稳态判据起动以及手动起动、遥控起动功能。详细介绍了双CPU的主程序、中断程序、故障录波子程序以及通信模块等一些通用模块的实现方法,并画出了程序流程图。