新型数字式高压保护装置硬件平台设计

发布日期:[08-07-27 11:08:14] 浏览人次:[]

New Digital HV Protection Hardware Platform Design

Abstract: With the development of hardware and software technology, the capability of Digital HV Protection has been improved effectively. On the basis of successful experiences on traditional relay protection, we designed a new hardware platform system of DSP & MPU. This system improved the characteristic of calculating ability and logical function, abundant peripheral source, with CMOS chips of large capability adopted, So as to ensure the Digital HV Protection in high-speed & real time calculating, modul programming, fault processing report and complicated protection principle, with sufficient hardware source redundance. This article introduced the design idea, technology character, and working principle of such hardware platform, as well as a concret example.
Keywords: relay protection; platform of hardware


摘要:随着现场对高压微机保护装置性能要求的不断提高,以及软、硬件技术发展的自身需要,在总结和继承微机保护装置成功经验的基础上,设计开发了运算DSP加逻辑MPU控制单元的新型硬件平台系统。该系统充分发挥了DSP运算能力强和MPU逻辑功能强、外围资源丰富等各自优点,且采用大容量外围存储芯片,从而保证了高压保护装置实现高速采样、实时并行计算、程序面向对象模块化编程、故障处理报告详细全程跟踪、采用复杂先进保护原理等功能,并且具有足够的硬件资源冗余度。本文详细介绍了该硬件平台的系统设计思想、技术特点和工作原理,最后介绍了基于此硬件平台实现高压微机线路保护的应用实例。
关键词:微机保护;硬件平台

1 引言

目前,微机保护产品在继承常规保护成熟的技术原理的基础上,其智能化的特点日益突出,这不仅更好地满足了电力系统对可靠性和安全性的要求,而且为保护的测试试验和现场维护带来了更多的便利,因此,智能化微机保护产品在电力系统中得到了广泛的应用。按照文献[4]的划分,微机保护装置经历了三代的发展,许多传统保护中无法实现的新技术在目前的数字保护装置中得以成功的应用。尽管如此,随着电力系统对微机保护装置性能的要求不断提高、保护原理和算法的研究和发展、硬件产品技术的进步,以及微机保护运行环境的更为复杂和严酷,研究设计新型的、高可靠的硬件平台系统成为当务之急;硬件平台系统作为保护原理的载体和实现继电保护全部功能的基础,其研制和开发必将推动继电保护领域整体技术水平的提高,从而为国家电力系统智能化建设作出重要贡献。
我们在分析和吸收国内外同行厂家微机保护装置先进技术和经验的基础上,研制开发了一套适用于高压保护装置的硬件平台系统,该系统采用DSP (TMS320C32) MPU(MC68332)系统结构,两者通过双口RAM来交互协同工作。本文将系统地阐述此平台的设计思想、整体结构、组织原理,并介绍了所选运算DSP和逻辑MPU芯片的特点。最后通过实例:基于此硬件平台开发的高压线路保护装置的试验及动模情况,说明了此平台的先进性。

2 硬件平台总体设计

2.1 整体平台系统结构
高压保护装置一般都采用多保护板加通讯处理板模式,通过内部通讯网来联系各板信息。随着时代、技术等方面的不断发展,保护功能要求越来越高,保护原理越来越完善,同时为便于事故后分析,报告、故障电量等信息要求越来越详细,以求确切地感知不同阶段保护中各模块的响应行为。上述种种原因决定了目前各有功能倾向的单CPU结构不能很好地满足实际需求,鉴于此我们设计了双CPU(DSP MPU)结构,系统图如图1所示。

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