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1、第25卷第5期合肥工业大学学报(自然科学版)Vol.25No.52002年10月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYOct.2002基于双CPU的新型电动机保护装置黄曼青,温阳东,吴丽娟(合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009)摘要:介绍一种功能齐备的电动机微机保护装置,为解决保护种类增加导致的计算量的增加和为保证采样精度而必须保证一定的采样频率之间的矛盾,提出双CPU的解决方案;一块CPU负责采样控制和有效值的计算,另一块CPU负责保护处理和
2、人机对话。该方案实现简单灵活,提高了采样精度,使电动机的继电保护性能得到大大增强。关键词:电动机;积分算法;反时限过流保护;串口通讯中图分类号:TM307.3文献标识码:A文章编号:100325060(2002)0520711204AnewmotorprotectiondevicebasedondoubleCPUsHUANGMan2qing,WENYang2dong,WULi2juan(SchoolofElectricEngineeringandAutomation,HefeiUniversit
3、yofTechnology,Hefei230009,China)Abstract:Apowerfulmicrocomputer2basedmotorprotectiondeviceisintroduced.Inordertoresolvethecontradictionbetweentheincreasingcomputationduetotheincreasingofprotectiontypesandkeepingofsamplefrequencytoguaranteetheprecisio
4、nofsampling,anewschemeofusingdoubleCPUsispresented.OneCPUisinchargeofsamplingcontrolandcomputingtheeffectivevalueofsig2nals,andtheotherisinchargeofprotectionprocessinganddialogbetweenusersandCPU.Theschemeissimpleandflexible,sotheprecisionofsamplingis
5、improvedandtherelaypropertyofmotorisenhancedgreatly.Keywords:motor;integralalgorithm;inversetimecurrentprotection;serialcommunication0引言大型高压电动机作为昂贵的电气主设备在发电厂、化工厂等大企业使用广泛,如果发生严重故障导致电机烧毁,将严重影响生产的正常进行,造成巨大的经济损失,必须对其提供完善地保护。为此研制了[1]一套保护功能齐备的、以性价比高的80C196
6、KB为处理器的电动机微机保护装置。该保护装置采样4个电流信号和2个电压信号,能提供的保护种类有:电流速断、反时限过流、热过载报警、两段式负序过流、零序过流、启动时间过长、转子停滞、频繁启动及低压保护等。采样信号和保护种类的增加导致计算量的大幅增加,而且后续开发的保护装置将采用二次谐波制动的差动保护为主保护,以进一步提高保护的灵敏度,这将进一步增加计算量。然而为保证一定的采样精度,要求采样频率不低于600Hz(每周波收稿日期:20001211205作者简介:黄曼青(1975-),男,江西萍乡人,合
7、肥工业大学硕士生;温阳东(1955-),男,安徽合肥人,合肥工业大学教授,硕士生导师.712合肥工业大学学报(自然科学版)第25卷采样12点),即采样间隔≤1.667ms,在此时间内无法保证完成对采样信号的幅值计算和保护处理。为解决这一问题,作者采用双CPU结构,一片AT89C52控制采样并计算有效值,一片80C196KB负责保护处理和人机对话,两者通过双口RAM进行联系。下面介绍该装置的硬件结构和软件流程。1装置的整体硬件结构装置由2个功能模块组成:信号采样和有效值计算模块,保护处理和人机对话
8、模块,两者通过一块IDT7006SöL(16K双口RAM)交换数据。双端口RAM具有2套完全独立的数据线、地址线及读写控制线,允许2个CPU对双端口RAM的同一单元进行存取。且片内有1套仲裁逻辑和2套完全独立的“忙”逻辑,以此保证2个CPU同时对同一单元进行读写操作的正确性。在本装置中,把80C196KB的READY信号线和AT89C52的READYöBUSY信号线与IDT7006SöL两端的BUSY信号线直接相连,实现“忙”等待逻辑:当2个CPU同时访问同一存储地址时,仲裁逻辑将决定哪一个端口
