变电站综合自动化数据采集传输系统设计

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1、-.---.---.---.---.---.---PCI网卡和短窗Morlet复小波在继电保护和监控系统中的应用摘要:使用可编程通信接口（PCl）网卡和短窗Morlet复小波算法与数字保护技术、测试和控制技术、多总线技术和电功率监视技术结合，一个新的全分布式的继电保护和监控系统得以发展。PCI网卡硬件的设计方法与其驱动器和监控程序的发展过程一起被描述。一种有差异过滤器与短窗Morlet复小波测量算法被用于计算基本的振幅与电流电压信号协调成分。其计算的结果不受频率变化的影响,每一保护和监控装置采取统一的硬件平台和系统设计，而后

2、复杂性被减少，并且系统的维持性被改进。网络测试、动力学模拟及在此域的测试结果表明这个体系能对各种变压器，线路，电容器和发动机的各种错误做出精确响应，并且它也有较高的测量精度和有利的控制能力。关键字：PCI总线,网络装置总线，Morlet复小波，微机控制器，继电保护和监控系统1．介绍随着电力系统的发展，继电保护装置不仅应能保证电气装备操作的安全性和电力系统的瞬时稳定性，也应该考虑当电力网被相互连接用于防止密集的联锁线路和在明显故障后系统塌陷时，也应该考虑所有的保护装置的调统和配合。那么数字保护技术、测试和控制、总线和电力监视与

3、完全分发的结构被结合构成一个继电保护和监控系统。它是一个综合的自动化分站以替代数字中心控制设备的新的理想计划。与常规的ISA和STD总线相比，PCI总线有较高的传送速度(132M频带宽度)的优点，支持突然中止和发挥功用、切断共享和较大的地址空间。PCI总线已替代ISA和STD总线，已经成为计算机总线的标准。区域总线有许多种类，网络装置是基于CAN技术的一种区域总线并且已经成为国际标准、欧洲标准和中国的标准。它采取短消息框架并且有非摧毁总线仲裁技术和有利的故障鉴别和抗干扰的能力。它能构成一个多主的多余系统并且能支持分布控制和实

4、时控制。它还是一个开放的、低价格和高效率控制网络，这对电力系统是适宜的。在继电保护和监控系统中，电压、电流、功率和其它电参数中是需要获取的。完波傅里叶重积分算法是计算基本和协调元件振幅经典的算法。但是，当电力网的频率被改变，这种算法有很大的误差。然而，短窗Morlet复小波有更好的连续特性和稳定性，它的计算结果少受频率频繁改变的影响。因而，PCI网络装置卡和短窗Morlet复小波的应用能改进分站和.---电力系统自动化的水平。PCI网络装置卡的驱动器和用户监督程序是体系主节点设计的主要任务。驱动程序被微机驱动器编辑，用户监督

5、程序被VisualC+--6.0MFC编辑。2.系统的全部项目根据IEC与TC-57的标准，分站的设备可划分为分站层，分发控制设备层和生产过程层。基于这个标准，本文所描述的分发的继电保护和监控系统的图形块在图表一中显示。分站层包括主层，备用层和PCI网卡。主层和备用主层是构成一个多主的多余系统以及改进体系的稳定性和抗干扰的能力的主节点。主节点是对当地监测、控制和信号传送的关键设备。它能监控所有的保护和监控装置并且与远方的发出和控制中心进行交流。分布式的控制设备层包括保护和监控单元(从属节点),它能实现保护、测量的功能并且控制

6、变压器、线路、电容器和发动机的操作功能。它也能实现与主节点通信的功能。分站层通过网络总线与分布式的控制设备层连接着。这个体系是一个新的全分发式的继电保护和监控系统。其应用能简化分站自动系统的结构并且减少系统的价格。3.系统主节点的设计主节点主要功能包括:(1)与从属节点进行通信，同时实现和远程控制、远程测量、远程通信和与所有的从属节点的远程管理。(2)图表显示、报告印刷、数据处理、转换操作和参量设置。转换操作和参量设置只有在口令被证实之后才能做。(3)基于电力系统网络的稳定性，每一从属节点的调和合作才得以实现。(4)与远方的

7、发出和控制中心进行交流并且通过远方的发出和控制中心进行管理和控制。主节点和从属节点间的主要交流内容包括:(1)经过初始化之后，主节点对每一个从属节点进行询问和寻址（对从属节点寻址)(2)主节点设置时间与从属节点同步(时间广播)(3)在制定第一步和第二个步之后，从每一个从属节点按顺序收集使用者的基准(远程测量，远程通信和按顺序记录事故，收集充足的基准)(4)主节点根据要求传送遥控命令(行动类型和行动时间)或者远方管理基准(放置每一个保护和监控单元的参数)。(5)上面的通信过程可能被主节点或者从属节点的事件所中断，主节点的事件可

8、能被.---传送或者被基准要求所需要。使从属节点所需的事件大多数随远方通信改变。主节点的设计主要包括PCI网卡的设计以及其微机驱动器和监控程序的发展。其微机驱动器和监控程序的发展是工作的重点和难点。3.1PCI网卡的硬件设计PCI网卡被用于连接个人电脑和网络总线的底部装置网。现在设计PCI