變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著DSP和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的日益發(fā)展，絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在變電站電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著越來越大的作用。位于現(xiàn)場(chǎng)端的絕緣在線監(jiān)測(cè)板卡是絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心模塊，其性能直接影響到采集到的絕緣參數(shù)信號(hào)的精度，而絕緣參數(shù)信號(hào)的傳輸方式又直接影響到系統(tǒng)的抗干擾性。目前，國(guó)內(nèi)部分公司的絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在變電站中已有很多應(yīng)用，可以被監(jiān)測(cè)的電氣設(shè)備種類也比較廣泛，但是這些系統(tǒng)普遍存在著運(yùn)算效率低、穩(wěn)定性差、可擴(kuò)展性低等缺點(diǎn)。從實(shí)際運(yùn)行中也發(fā)現(xiàn)了其性能和功

2、能有很多需要完善和改進(jìn)的地方。因此，絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與開發(fā)有著重要的理論意義和廣闊的市場(chǎng)前景。本文首先對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和實(shí)際應(yīng)用的需要對(duì)系統(tǒng)提出了新的要求。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于CAN總線和DSP微處理器的新的絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體架構(gòu)。該方案采用現(xiàn)今發(fā)展迅速的CAN總線作為系統(tǒng)通信的總線方式，傳輸速度快，抗干擾性強(qiáng)，相互通信方便；采用DSP微處理器作為絕緣在線監(jiān)

3、測(cè)板卡的主處理單元，可擴(kuò)展性好，指令執(zhí)行速度快，能夠高效的進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理；使用了CPLD芯片進(jìn)行控制命令的傳遞，實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊的觸發(fā)，改變CPLD固件可以方便更改各模塊之間的控制關(guān)系，從而增加了系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的靈活性；使用了高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采樣并轉(zhuǎn)換傳感器信號(hào)，和DSP之間采用并口連接方式，可以高速的傳遞絕緣參數(shù)數(shù)據(jù)。另外，為了適應(yīng)系統(tǒng)擴(kuò)展的需要，還導(dǎo)出了DSP的HPI接口，方便了與其他板卡的通信連接。隨后本文對(duì)課題研究的內(nèi)容、

4、重點(diǎn)和已經(jīng)完成的工作做了說明。在總體方案確定之后，本文對(duì)它的各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。首先根據(jù)新的需要設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體框架，并對(duì)其中的各個(gè)主要模塊進(jìn)行了詳細(xì)的描述。隨后本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，主要介紹了：信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)；DSP及其外圍電路的設(shè)計(jì)；CPLD電路的設(shè)計(jì)和CAN總線通信電路的設(shè)計(jì)等。在硬件電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也展開了論述，主要包括：CPLD的軟件設(shè)計(jì)；DSP軟件設(shè)計(jì)等，對(duì)其中的關(guān)鍵的數(shù)字信號(hào)處理算

5、法和CAN總線通信程序進(jìn)行了說明，給出了程序的具體流程。作為設(shè)計(jì)方案的最終體現(xiàn)和驗(yàn)證，作者制作了絕緣在線監(jiān)測(cè)板卡的實(shí)驗(yàn)板，其中也對(duì)印刷電路板制作中的一些要求和規(guī)定進(jìn)行了說明。最后進(jìn)行了系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試，為驗(yàn)證系統(tǒng)功能的完備性、可行性和可靠性，在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了低壓實(shí)驗(yàn)，給出了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并作出分析。由于本課題的開發(fā)所涉及的工作量很大，作者在論文階段只完成其中的部分關(guān)鍵工作，離實(shí)際應(yīng)用仍有一定距離，但是這些基礎(chǔ)性的工作已為實(shí)驗(yàn)室的后續(xù)開發(fā)打下了