继电保护装置通用化硬件平台设计方法研究.pdf

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1、船电技术I应用研究继电保护装置通用化硬件平台设计方法研究赵喜军，李世学，王小进(武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064)摘要：本文介绍了一种采用模块化、自定义总线的设计方法，该方法可突破现有的继电保护装置硬件可扩展性差，功能单一，适用范围有限的缺陷。使用该方法设计的继电保护装置，可通过不同的硬件模块组合，实现相应的保护、测量和控制功能。并通过样机的设计，验证该设计方法的有效性。关键词：继电保护通用化硬件平台中图分类号：TM581文献标识码：A文章编号：1003．4862(2014)09．0038—0

2、3ResearchonDesignMethodofHardwarePlatformforRelayProtectionZhaoXijun，LiShixue，WangXiaojin(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion，Wuhan430064，China)Abstract：Thedesignmethodofmodularizationanduser-definedbusisintroducedinthispaper．Themethodcansolvelimitat

3、ionsoftheexistingrelayprotectionhardwaresuchasbadexpansibility,functionalsinglenessandrestrictedapplicability．Relayprotectionusedinthedesignmethodcanreal扬ecorrespondingfunctionofprotection，measureandcontrolInthispapershowpieceisdesignedandthevalidityofthi

4、sdesignmethodisvalidated．Keywords：relayprotection；universal；hardwareflat0引言我国从20世纪70年代末开始了继电保护装置的研究，20世纪90年代中期，国内相继开发高压线路继电保护装置系列产品【11。其设计技术经历了二十多年的积累和完善，各公司己形成了自己的设计规范和设计体系。随着市场的进一步细分和竞争的加剧，各企业对成本的控制日趋精细。在民用领域，继电保护装置产品的更新周期一般为5年，因此产品的功能和性能以及采购维护成本成了客户首要考

5、虑的因素。因此定制化的设计模式在生产企业占主流，其设计流程如图1。该流程设计的产品的优点是：可细分市场和客户需求，按客户需求定制，给客户尽可能多的选择。产品功能可满足大部分客户的需要，产品的结构形式尽可能一致，通过少量的软硬件变动收稿日期：2014．07—15作者简介：赵喜军(1975．)，男，高级工程师。研究方向：电子电器。38可实现大部分保护测控功能，降低运行和维护成本。且由于用户群庞大，产品的需求量很大，微小的成本减小，都会对企业形成规模效益，相比为节约成本而投入研发费用，其产出还是很高的。缺点是：

6、按通用客户的基本需求配置，客户有特殊要求时需要进行非标设计。产品的可扩展性差，后期无法升级。无开放接口或开放接口少，对现场定制的支持比较差。现场实现客户的特殊需求时可能需要更改内部程序。增加了产品质为了弥补上述缺点，提出了一种基于通用化平台的继电保护装置设计方法。本文就通用化平台硬件设计方法开展研究。1通用化硬件平台样机设计如何保证硬件设计的通用化、易扩展和调整，采用总线方案是解决这一问题的有效途径。通用硬件平台设计方法中将研究设计一套适合继电保护装置的总线结构，并设计相应的接口协议和确定接口协议的设计原

7、则。通用化硬件平台设计参照PC机的设计思路，采用总线式结构。针对继电船电技术I应用研究保护的常用电路模块，为开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量采集模块分别设计各功能子板，各功能子板通过总线板相连，CPU板驱动总线。如此设计，除CPU板为必选外，其余各子板的数量客户可自由选择，且各板在装置内部的位置可自由配置，便于信号复用和走线。在具备通用化平台硬件的基础上，则针对客户的需求，产品的设计变成了图2流程：／市场调研＼／客户需求＼t7现有产品满、、。足需要否、、，／N研发新产品．h或非标设计骂1现有的继电保

8、护装置设计方法流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．’Il。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一通用化平台硬件选配————J通用化平台软件选配适茹≥●瑟甄．—j——．一提供产品J幽2共囱迪州化瞍件、卜台时继电保护装置设计方法流程图为了验证该设计方法的可行性和有效性，必须设计通用化硬件平台样机，实现由理论到实践再到理论的研究过程。2通用化硬件平台样机设计通用化平台硬件设计方法的核心在于总线设计、硬件功能模块的划分和便