基于嵌入式系统的智能柱上开关继电保护模块的设计

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1、分类号TM571.2密级公开收藏编号学号123102003学校代码11062编号(产品研发与技术改造)基于嵌入式系统的智能柱上开关继电保护模块的设计工程领域：电气工程研究方向：电器智能化技术及应用研究生姓名：左杨校内导师、职称：陈丽安教授校外导师、职称：冯建兴高级工程师所在学院：电气工程与自动化学院二〇一五年一月遵守学术行为规范承诺本人已熟知并愿意自觉遵守《厦门理工学院学术道德规范管理办法（试行）》和《厦门理工学院学位论文作假行为处理办法实施细则》的所有内容，承诺所提交的毕业和学位论文是终稿，不存在学术造假或学术不端行为，且论文的纸质版与电子版内容完全一致。独创性声明本人声明所提

2、交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得厦门理工学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。关于论文使用授权的说明本人完全了解厦门理工学院有关保留使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）本学

3、位论文属于（必须在以下相应方框内打“√”，否则一律按“非保密论文”处理）：1、保密论文：□本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。2、非保密论文：□本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。研究生本人签名：签字日期：20年月日研究生导师签名：签字日期：20年月日基于嵌入式系统的智能柱上开关继电保护模块的设计中文摘要针对柱上开关种类繁多、控制器互不兼容、通用性差等问题，设计并实现了一种通用型柱上开关控制器的继电保护功能模块，涵盖从电压、电流信号采集到动作信号输出的全过程。以三星公司基于ARM920T内核的S3C2440处理器开发板为核心搭建继电保护功能模块开发基础硬件平台，植入嵌

4、入式Linux操作系统，利用其多线程编程技术实现模拟量采集、计算、逻辑判断、开关量输入输出控制、通信等功能，将继电保护软件作为安装于Linux操作系统上的应用程序进行设计开发，实现继电保护功能灵活便捷地配置和更新，从而使得该控制器具备控制不同类型的柱上开关并满足不同类型的配电自动化方案的能力，进而实现其通用性。在软件算法方面，研究了包括两点乘积算法、半周积分算法、微分算法、全波傅里叶算法在内的多种采样算法，比较各种微机算法的运算速度、准确度以及滤波能力等方面的性能。在继电保护软件方面，研究并在嵌入式Linux操作系统和Qt开发平台上完成了针对柱上断路器的三段和零序电流保护功能、针

5、对柱上重合器的自动重合闸功能、以及针对柱上负荷开关的电压-时间型、电流-计数型和电流-电压型分段器配电自动化功能的软件程序设计。并在此基础上初步设计了控制器显示界面和基于FTP协议的软件安装/更新文件自动查询与下载功能。最后通过MATLAB/Simulink平台搭建了配电系统仿真模型模拟了各种故障类型和各种配电自动化方案下产生的故障波形，利用信号发生器实际发出该波形信号并将其接入本继电保护硬件模块，再将硬件模块与一台10kV真空断路器相连。试验表明在产生的各种故障波形下本继电保护模块都能正确动作并4能驱动该断路器，从而验证了本设计的正确性。关键词：柱上开关控制器，嵌入式操作系统，

6、通用性，继电保护设计IIDesignofProtectionModuleofIntelligentPole-mountedSwitchgearControllerBasedonEmbeddedOperatingSystemAbstractFortherearevarioustypesofpole-mountedswitchgearinservice,theuniversalityandcompatibilityofcontrollersarehardtoachieve.Forthisreason,aprotectionmoduleofuniversalpole-mountedsw

7、itchgearcontrollerwhichiscapableofcurrentandvoltagesignalsamplingandoperationsignaloutputwasdesignedinthisstudy.ByusingtheSamsungdevelopmentboardwhichisbasedonS4C2440processorwithARM920Tcore,adevelopmentandtestplatformforprotectionwasdesigned