技術(shù)天地
基于DSP的微機繼電保護測試儀的研究與設(shè)計
發(fā)布日期：2021-04-19 點擊：3401次
摘要： 電力保護系統(tǒng)作為保障電力系統(tǒng)安全可靠運行的基礎(chǔ)，對電網(wǎng)安全、電能質(zhì)量、國民經(jīng)濟等有著重要的作用；而繼電保護測試儀根據(jù)國際、國家標準對電力保護系統(tǒng)中的繼電保護部分進行仿真、測試，其品質(zhì)和性能會直接影響仿真、測試的效果。
隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電力保護系統(tǒng)也隨之更加復(fù)雜；這對測試機制和測試儀的性能要求也必定提高。微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的高速發(fā)展，使得繼電保護測試儀也不斷向微機化、嵌入式、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；微機繼電保護測試儀由于具有輕型靈便、性能優(yōu)異、可擴展性好等優(yōu)勢而具備更大的市場份額和發(fā)展前景。
本文結(jié)合微機繼電保護測試儀的科研項目的研究與實踐，提出一種基于DSP的微機繼電保護測試儀器的設(shè)計方案，現(xiàn)已研制成功并轉(zhuǎn)產(chǎn)。該繼電保護儀硬件的各功能部件按電路模塊化思想獨立設(shè)計，強弱電、模數(shù)之間均有可靠隔離通道，其目的是為了調(diào)試方便，并有利于硬件升級；軟件部分的高級應(yīng)用程序操作界面友好、性能優(yōu)越。整機通信高速穩(wěn)定、性能優(yōu)異、功能強大、升級快捷；提供的網(wǎng)絡(luò)端口、USB端口，使系統(tǒng)具備良好的可擴展性。
按照功能布局和邏輯結(jié)構(gòu)該微機繼電保護測試儀大概可劃分為三層：以研華出品的工控機PCM-9577及其擴展作為上層硬件平臺，為高級應(yīng)用軟件和DSP核心通信控制板提供服務(wù)；中間層是以TI公司DSP TMS320F2812為核心通信控制器，采用PCI總線與上層平臺進行通信；底層為濾波、隔離電路和功率放大電路等。
本文首先介紹微機繼電保護測試儀的原理、歷史以及現(xiàn)狀，并提出本系統(tǒng)的設(shè)計方案和本課題的任務(wù)；然后闡述上層硬件平臺及所需的各種擴展器件的設(shè)計與實現(xiàn)；隨后對中間層即以DSP為核心的通信控制板的設(shè)計和實現(xiàn)進行展述。在描述硬件平臺設(shè)計后，再對DSP程序及其算法進行展述，其中重點闡述DDS原理及其優(yōu)化的實際應(yīng)用。最后對全文進行總結(jié)，指出該型微機繼電保護測試儀的主要創(chuàng)新點及其不足，并對進一步優(yōu)化設(shè)計和應(yīng)用前景做了展望。
