基于数字信号处理器的配电线路微机保护装置的研制

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1、重庆大学硕士学位论文基于数字信号处理器的配电线路微机保护装置的研制姓名：徐育军申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：刘和平20060401重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要配电线路直接面向用户供电，其运行的可靠性决定了供电的质量和水平。随着变电站综合自动化程度的提高以及配电自动化的日益发展，对配电线路的保护及监控也提出了更高的要求。本论文对电力系统常用的微机保护算法和测量算法进行了详细的分析和比较，特别是对最小二乘算法进行了深入的研究，提出了一种最小二乘算法测量误差分析的方法，推导出了傅氏算法与最小二乘算法的统一关系，即傅氏算法是特定数据窗长度的最小二乘算

2、法，在不同数据窗的最小二乘算法中，傅氏算法的精度最高。对本系统中用到的各种继电保护功能作了详细的阐述，利用了自适应原理来提高电流保护灵敏度。在参考和借鉴国内外微机保护装置的基础上，本论文提出了采用数字信号处理器TMS320F2812为核心控制芯片来研制配电线路微机保护装置的方案。该方案实现了“总线不出芯片”，抗干扰能力强；由于采用片内A/D，降低了成本，简化了硬件结构，性价比高。论文对装置的主体电路结构、主控芯片的选择、模拟量输入通道设计和A/D采样方法进行了详细的方案比较和论证。论文还给出了开关量输入、开关量输出、通信模块、时钟电路、数据存储器、按键电路和

3、频率跟踪电路等各功能模块的选择方法和设计原理。最后根据装置的技术要求、给定的指标确定了硬件电路的选型，完成了主要的硬件电路设计和软件设计及调试。装置的软件设计遵循模块化，自顶向下的设计思路，文中重点分析了主程序的总体框架结构和A/D采样中断程序的设计，对软件设计和调试中遇到的问题作了总结。实验结果表明本装置能够正确地实现各种电流保护和告警功能；实现对系统运行参数的实时测量、计算和显示；本论文设计的配电线路微机保护装置为高性能DSP在电力系统中的应用提供了一个可行的方案。关键词：微机保护，最小二乘算法，傅氏算法，数字信号处理器I重庆大学硕士学位论文英文摘要AB

4、STRACTDistributionpowerlinesuppliespowertousersdirectly.Itsreliabilityisveryimportant.Withthedevelopmentofpowerdistributionautomatizationandtheimprovementofpowersubstationintegratedautomatization,thedemandfordistributionpowerlineprotectionandsupervisorycontrolisbecomingmoreandmores

5、trict.Thisdissertationanalysesandcomparesthemicrocomputer-basedprotectionandmeasurementalgorithmsusedinpowersystem.Leastsquaresalgorithmisresearcheddeeply.AnewmethodofanalyzingmeasurementerrorofLeastsquaresalgorithmispresented.TherelationbetweenLeastsquaresalgorithmandFourieralgori

6、thmisdiscussed.Relayprotectionfunctionsusedinthisdissertationareexplainedindetailandthesensitivityofnotime-limitedcurrentprotectionisimprovedwithself-adaptiveprinciple.Afterreferencingthedevelopedsimilardevices,thisdissertationputsforwardtodevelopanadvancedlowvoltagedistributionpow

7、erlineprotectiondevicewithTMS320F2812DSP.ThestructureofthisdeviceissimplifiedbyusingA/DmoduleinsideDSPandthecostisreduced.Experimentshowsthatitachievesthedesignedtechnologyrequests.Themainstructureofthedevice,theselectionoftheCPU,thedesignofanaloginputs,andtheA/Dsamplingmethodarear

8、guedindetailinthisdisserta