新型微机保护装置硬件平台的设计

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1、太原理工大学硕士学位论文新型微机保护装置硬件平台的设计姓名：薛永强申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：邵玉槐;牛志刚2003.4.1新型微机保护装置硬件平台的设计摘要电力工业的发展和微机继电保护相关科学技术的进步都给微机继电保护装置的研制提出了前所未有的机遇与挑战。微机继电保护装置结构上不断优化，功能上不断增强，应用上更为灵活，“继电保护装置”的功能有了较大的延拓。世界上知名自动化系统供应商不断推陈出新，研发了许多优秀的微机继电保护装置平台。国内在80年代开始研制微机继电保护装置，许多高校、科研单位、制造厂家以及运行部门在学习和借鉴国外先进技

2、术的同时，共同努力开发了更加符合国情的微机继电保护装置，并成功应用于变电站自动化系统中。微机继电保护和变电站自动化系统的推广，对新型微机继电保护装置的设计与研制提出了许多新的问题和更高的要求。本文在借鉴国内外微机继电保护发展的成功经验基础之上，紧跟与继电保护相关的高新技术，分析并实现了新型继电保护硬件方案。为了装置设计、制造、安装、运行、维护的简单便捷，新型微机继电保护装置设计应更为简单、通用。在设计新型微机继电保护装置的智能部分时，调研比较了几种智能控制部分设计方案。最终选定美国MOTOROLA公司最新推出的微控制器。最终设计方案不仅可大幅提升装置的性能，

3、而且可获得优异的性价比。所选微控制器支持高级语言编程，简化了软件的开发、维护工作；同时高级语言编程易于实现软件的模块化设计，方便实现可编程逻辑等功能，使装置设计更为灵活、通用。在新型继电保护装置研制过程中，着重考虑了采用一些专用芯片来实现开入、开出功能，引入鼠标的概念，提出用USB盘转移报告节省打印机的想法。本文的主要内容包括以下几个方面：I、本文广泛收集和分析了国内外微机继电保护资料，阐述了对课题的研究意义。在综述了国内外继电保护之后，提出了本文研究的主要内容。2、在进行智能单元硬件设计时，比较了几种不同的实现方案，最终确立了将保护功能与其它附属功能剥离的

4、设计方案，设计了本保护装置的智能硬件部分。3、数据采集方面，比较了VFC与逐次逼近型A／D，片内A／D与片外A／D的优缺点，考虑到将来的功能扩展和通用性设计了本装置的数据采集系统。4、在开入、开出回路设计方面，分析了传统开入、开出的不足之处，提出了对开入、开出回路进行改进的创新想法，设计了更为简洁、可靠的开入、开出电路。5、将鼠标的概念引入微机保护装置，替代了传统的按键式操作，提出了鼠标的解决方案。针对目前微机保护的发展趋势，选用了240128的大液晶显示屏，设计了本装置的人机交互界面。6、针对变电站特殊的电磁场环境，研究了微机继电保护装置的抗干扰问题。最后

5、本文就硬件设计方面，提出改善微机继电保护装置可靠性的若干措施。关键词：微机保护硬件设计、数据采集系统、开入开出专用芯片、鼠标、太JU■；大学硪士_宪生学m"文AbstractTherealeinnova“or蝎ofSubstationAutomationduetothegrowthofthepowersupplyandrelatedindustry．Thenovelinnovationinmicroprocessorandcommunicationtechnologyhasdrasticallyboostedthedevelopmentinpowersyst

6、emprotection．Thepaperprobesintothedesignofmicroprocessor-basedprotectionequipment’shardware．Themgncontentsofthepaperale：1．Thispaperhasdiscussedtheprogressofmicroprocessor—basedprotectiondomesticandabroad．Basedondiscussion，thesignificanceofthepaperissummarizedandthemaincontentsofthe

7、paperalelisted．2，SomeschemesarecomparedinthedesignofMCU—basedprotectionequipment’scontrolsection．3．ThecharacteristicsofVFC—typeAnalogtoDigitalConverter(A／D)andsuccessiveapproximationAnalogtoDigitalconverteraleanalyzed．ThepaperdisscusstheadvantageofMCUintegratedADC，selecttheDataAcqu

8、isitionSystemofthedesign．4