基于DSP的微機距離保護的研究與開發(fā).pdf

1、繼電保護裝置是一種反應電力系統(tǒng)故障狀態(tài)和不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘和發(fā)出信號的設備。在現(xiàn)代電網中，隨著超高壓、大容量、遠距離輸電線路的不斷增多，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提出了更高、更嚴格的要求。傳統(tǒng)的基于單片機等低位數(shù)處理器的保護裝置應用于高壓線路保護時，存在運算速度慢、存儲量小、可靠性低等缺點，很難滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展需要。 本課題在總結了輸電線路微機保護發(fā)展歷史和現(xiàn)狀的基礎上，分析了國內現(xiàn)有微機保護硬件的現(xiàn)狀，通過

2、對比各種處理器芯片的性能特點，結合現(xiàn)代高壓輸電線路的要求，對保護裝置的核心處理器進行了選型，確定了DSP+ARM雙CPU的硬件保護方案。本設計以合眾達公司生產的SEED-DPS2812M工控板實現(xiàn)保護CPU功能，主要負責A/D采樣、開關量輸入、數(shù)字濾波、繼電保護測量元件、邏輯功能、保護定值管理、信號輸出、跳合閘輸出等功能：采用M2020-N20嵌入式工控板實現(xiàn)管理CPU功能，用于實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控、保護啟動元件、觸摸屏控制、液晶顯示、RS23

3、2通信、調度以太網通信等功能。同時，為了實現(xiàn)等間隔采樣，設計了頻率跟蹤電路，依據(jù)頻率變化實時調整采樣間隔。本設計硬件采用模塊化設計，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊、開關量輸入輸出等模塊進行了詳細的說明，完成了硬件電路的設計。 針對保護算法和測控算法在準確性、響應速度等方面的側重點的不同，對兩種算法所采用的采樣點數(shù)進行了選擇。通過比較各種微機保護算法的優(yōu)缺點，采用經過一次差分后的傅氏算法，能夠有效地減小衰減的直流分量的影響；采用遞推傅立葉算法

4、，可以滿足實時性要求，用于實時顯示線路參數(shù)的計算。 裝置的軟件設計遵循模塊化，自頂向下的設計思路，軟件整體分為主程序、中斷服務程序和故障處理程序三大部分，并對各部分的流程做了詳細的說明。針對高壓線路保護的特點和本裝置設計的硬件結構，詳細介紹了故障處理程序中各種保護功能的配置。相間距離保護采用準四邊形特性的阻抗繼電器，具有較好的抗過渡電阻能力和躲負荷的能力，采用零序電流保護動作于接地故障，具有簡單可靠，動作速度快的優(yōu)點。