基于ARM微处理器的输电线路距离保护装置的研究

1、西南交通大学硕士学位论文基于ARM微处理器的输电线路距离保护装置的研究 姓名:房印申请学位级别:硕士专业:电力系统及其自动化指导教师:黄彦全20060501西辩交逶夫攀硕士骈究生擎位论文 第l页 摘要在瑷我魄瓣孛,涎着超糍压、大容量、涎薤亵稔毫线路黪苓颧壤多,对 电力系统的安全稳定运行提出了更高、更严格的要求。距离保护作为线路保 护躬基本组成部分,其工作特性对彀力系统的安全稳定运行囊着直接和重要 的影响。为了适应现代超高聪电网稳定运行的要求,微机距离保护袋置在硬 件和软件上都提出了越来越离的要求。本文在稳结了输电线潞徽枫距离保护研究现状静基磷土,分析了莓内瑗 有微机保护硬件的现状,对比了8位、

2、16位单片机(ScM以及32位DsP 酶绦护方案,并慈繁了萁後缺点,撬塞了一拳争基于ARM徽处理器貔保护方 案。本装置以Sam洲堪Elec咖nicS公间生产的S3C4510B芯片作为保护cPu, 主聚负责控露l数据袋嶷、采撵数据娥理、实现保护功能、人枧界西以及夕围 串翻和以太网通信等,再配合CPLD器件实现采样保持、多路选择开关和开 关鼓输入输出的控制。本文实现了微机保护方案的硬件设计,完成了处理器 井戮渔路霸浆样电路环节的设计。本文在分析了豳内外现肖的软件设计中保护算法和功能控制的撼础上, 阉辩结合缎态软孛茨雾&过疆律壹搂进露软孛设谤熬撬熹,缝窭了蒸予缀态 设计思想的微机距离保护软件

3、设计方案。本文将保护程序分成一个个独立的 摸坟,然最将各模块瓣参数分成两类:与程序豹执纷骞关的捷行参数帮程序 本身所传递的数据参数,根据面向对象的思想对各模块编稷,使它们成为距 离保护的各组件,并对这些组牛进杼了验正。关键词:ARM;微机距离保护;s3C4510B;组态 嚣索交通大学硕士研究生学位论文 第1|l页objectoriented.T1Ie蛐bject Validated these subassemblies at last.I瞰wo列s:d薯匹; m玉器.op器xx黼曲鑫sed d蠢连alce Iday; S3(珥5lOB: Con丘gIlralion嚣悫交逶丈攀疆圭烘变生学位论

4、文 繁1夏 1.1引言第章绪论电力系统继电保护所研究的内容主要包括两个方面。一是指实现继电保 护懿务毒穹添理;二是攒缀成继龟保护豹各转装置。纵观继电保护的发展历史可见。继电保护原理是伴随着电力系统的发展 露不叛发震麓;由予魄力系统蕊搂豹扩大及毫妥等缀熬挺蹇,必保涯电力 系统的安全可靠运行,必须研究动作速度快。灵敏度高,选择性好的继电僳 护琢瑾。霞蔼熬毫保护蘸瑾簸篱摹静电流傺护逐步发展戮复杂静距离保护霸 高频保护。近年来反映突变嫩原理的继电保护得到了广泛应用。目前,正在 研究基予敌障瞽态分鏊静傈护稚将智能技术应霄予继电保护串。继电保护装置的发展则依赖于构成继电保护装置的元器件技术的发展。 其发展

5、扔期,主要是睦电磁黧、感斑型继电器构成的继电保护装置,2。毽纪 60年代嬲于半搏体二极管的问世,出现了蹩流型继电保护装璧;伴瞰着半导 体技术的迸一步发展,70年代出现了晶伟管继电保护装置;大规模檠成电路 的出现,又促成了80年代集成电路型保护装置的盛行。自从1946年诞生了 世界上第一台计算机以来,伴随着半导体技术和大规横、超大规模集成电路 技术的发展,诗算规的发展突飞猛进,计算机被广泛应用于科学技术、生产 和生活的各个领域。闵此,计算机被应用于电力系统继电保护也是继电保护 装置发袋瓣必然趋势,爨了80年代孛簸,出现了徽规型继电缳护装置ll,2J。 而且单片机的傀数和个数不断增加,从8位到16

6、位再到32位,从单处理嚣 甍多处瑗嚣。蹒l摹醭究珑较多懿裁廷16馁氧2u+32搜转sP绦妒方案。 1.国杰微橇继电保护装置的发袋历史我麓童1979年牙女叁微爨保护瓣疆究王俸。骜定莛怒等隐皎翔一戮键研蓼 位开展了微机保护的研究工作,1984年4月,华北电力大学研究的以 Me6鞠9ePu穗成懿M舀wl灌徽秘线路缣护装嚣在海l菜电厂投入邀行,这 怒我国研究成功的第一套微机线路保护装置。到目前为止,微机保护装置融 缀涵盖了常蕊缣护静掰有领域,在220錾v及渡上港匿等级懿魄瓣中徽穰线鼹 保护的普及率达到了90%以上pj。西南交通夭攀硕士礴究生学位论文 繁2页 我国微机保护的发展从硬件上看犬体可分为四个阶

7、段。第一酚段是敬攀(PU鞠8位徽鲶淫器稳鼗懿徽裰保护装鬻。其圭爱特点 为:保护采用8位微处理器MC6809构成微机系统,由于Mc6809仅仅是一 令e粉,因藏篱要在岁邦扩嶷诲多璜终毫鼹,蘑豁总线登须攀l出矮警,瀑护 的存储器容爨较小,程序和保护的定值均存放在EPROM中,定值的改写十 分不方便,绦护装置中仅有软牛时钟,当直流电源消失羼时钟便停止运行, 硬件不具备数据远距离传输功能。由于仅有一个cPu,所有的保护功能只能 集中姐这个cPu处理,可靠性较低。其代表产品为w渺-01微机高臌线路保 护装置。第二个阶段是以多个8位单片机组成的多微机系统。其擞要特点为:具有 多个8位单冀棍;蠢予采臻了萃冀

8、橇,需要辩舔扩矮兹磋终逡路较少,霞憩 可以做到总线不引出插件,保护装置的定值存放在E2PROM中,修改十分方 便。系统竣鸯疆譬霹镑芯冀,菝靠餐建毫源戆支持,装嚣壹淀电源淡失居, 硬件时钟可继续运行,硬件上设计了进行远距离数据传输的串行接踊,由于 硬佟出多个攀片机系统组成,因此一条输电线路的多融保护的功能珂分散于 不同的单片机系统,从而增加了保护装置的可靠性。其代表产品为WXB.1l 系列微机保护装置。第三个阶段是戳16位荦片梳梅成静多徽税系统。镪弼酝荚祷尔公司静 80c196KB构成的微机系统。有些单片机内部资源丰寓,具有较大容量的RAM 帮秘R0麓,因蠢霹缀妥不潜在芯羚羚部扩旋存薅嚣,嚣l李

9、锻裂慈线不引出 芯片。例如以曰本三菱公司的M77芯片构成的微机系统,单片机内部有24K 熬致A疆容爨,协12eK豹秘R0蟛或闲存鞍8令定黠器,瓣个枣行日,因 此不需要用总线扩展外部存储器。保护装置的硬件设计除具有硬件时钟外, 还具备接收GPs全球定位系统抄脉i巾的接墨,具备较完善的通信网络,可应 用于变电站综合自渤化系统中,萁代表产黼为cSL系列徽机傈护装置和 LFP.900系列微机保护装置71。第西个阶段是16位硼哪+32彼DsP构成静多徽税系统。MPu+潞P缝 构魑目前讨论的比较多的方案,其主疆特点怒;采用32位DsP作为保护cPu, 完戏耩有豹镰护算法帮逻辑凌髓;戳16建攀净嚣露为管理e

10、u,突袋保护 装鼹的总启动元件、人机界面和后台通信功能。这种方案一方阿可以利用DsP 擅长数据处淫窝浮纛运算豹姆点,壤DsP专注于完成保护冀法;易一方面也 可以降低软件设计的复杂程度。这种方案目前正处于讨论和研制过程中。 西南交遗大学硪士研究擞学位论文第6页 护装鬣选择健、速动住、灵敏髋、可靠髋以及实话重多任务的凡大要求,而且可以满足 l。蠹霪雾薹夔薹鍪簧璧霎渤鬟;j_-_-毫誊兰?-誓!一-量童_j 0毒一耋擘00oooji?o基蕊到藩臻憷溜黑峨矬喳龋,蓬储i.;茹淘鬣毵剐酗翮禹掣到制矧鲻;动作时间。考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差,距离I段只能 保护本线路全长的 80%一85%。距

11、离保护的第1I段就是为了切除本线 路末端15%一20%范围以内 的故障。为了保证距离保护的选择性,距离II段带有高 出一个出的时限。距 离I段和II段联合构成本线路的主保护。为了作为相邻 线路保护装置和断路 器拒绝动作的后备保护,同时也作为距离I、II段的后 备保护,还应该装设 距离保护III段,其动作时限应比其保护范围内其他各 保护 段 , 其 动 作 时 限 应 比 其 保 护 范 围 内 其 他 各 保 护 的 最 大 动 作 时 限 高 出一个缸。 西涛交通必学硪士研究生攀位论文 繁8页2。2传统距离保护豹基本原理”73在距离保护孛,阻抗继电器(竣称阻摭元件是一个核心元牛,它能测 薰保

12、护安袋点到线路故障点间的阻抗,而方向阻抗继电器不仅能测蹩阻抗而 且还能测量出故障点的方向。因输电线阻抗大小即反映线路的长度,故继电 器溯量到隰抗也反映了敬障点离保护安装杰的距离。下面戳方向陵抗继电器 为例说明躐离保护的基本原理。在蚕2.1(a中,设黼抗继毫嚣安装在线路餐K酶M翻,继惫耩安装懿 母线上的测量电压为寸,由母线流向被保护线路的测量电流为j。,当电魇 互感器、电流互感器的变比为1时,显然驴。、,。即为接入继电器的电压、 电流。%I。JL :弋(a(b 爱2.1§基离缣护萋本王俸琢瑷激瞬 (a一次系统图;(b工作电压相位变化 当被爨护线爨上发生愆鼹鼓障辩,毽拣继电嚣戆测量爨抗z

13、,为 ,z,;(2一1j8为使z。等于故障点到母线M侧的线路阻抗(正序阻抗。对_于三捆短 鼹域据闽簸潞,西。=舀。(妒妒一A骞,Be藏eA,帮楣塑援l压:j。=0,一 一 屯 一 , 。1. 1一粕 ;l ÷ 一西南交通大学硕士研究生学位论文 第9贞 即必慰名姻的两摆电流之差。对于接地短路故障,D。t U。(妒一A,B或c, 即相电压;j。-,。+j亡3j。,即为带有零序电流补偿的同名相电流,其中零序 电流补偿系数叠;!j三墨。丽z。、z,是被傈护线路单位长度的零穿隘抗、 .M。正房照抗。设阻靛继逄器器工作邀压丸(氆稼於偿魄压势吒-口。一?。z。 (22 式中z,。阻抗继奄器的整定阻

14、抗,整志隘抗角等予被保护线路疆抗建e 由图21(a可见,驴。即为Z点电压。当Z点发生短路故障时,有 等一z。,敖z。即为Mz线路段的正序隘抗a这样,%是整定阻抗束端 静电殛,当赘定骧抗确定后,移。就薅袁保护安装处测量割。显然,反应接 地短路故障的阻抗继电器,工作电压为D。.,。口,一(jo+霞3,。z。 (2-3 反应稽淄短路故障静隧抗继电器,工作电压麓【,”.。=口*一kz。 (2.4 照然,保护医术端z点短路敝障时,有Z,一z,。,又(2-1和(22 褥舀。一O。萨肉保护区外墨熹鬟路拨薅避,因奠z。秘z。戆阻抗受糖网, 奠z。.Z。,所以舀。,O。同理,正向保护区内K:点短路故障时,有 z

15、。tz。,D。o。当反向保护区玛点短路故障时,流经僳护的电流t与 规定F方向反向,所以移。;只z。一(一j:z,。一蠢(z。一z,。p o西南交塑查兰堡主堡窒竺兰焦笙窒 苎翌!一 _一一(注意:这里所说的寸。,O的含义是D,与疗。同相位。不同地点发生短路故障时寸。的相位变化如图21(b所示。显然,检 测工作电压的相位变化,不仅能测量出距故障点阻抗大小,还能检测出短路 故障的方向。显然,D。s 0可作为方向阻抗继电器的动作判据。在微机保护中通常用比相法来实现矿。s O的动作判据。设置极化电压D。(一般与D。同相位作为参考向量,当D。与7州反 相位时,判定为区内故障;当D。与D叫同相位时,判定为区

16、外故障(包括反 方向故障,如图2.2。巩以”1拙l口吖竺t图2.2区内、外短路故障时D。与D驯相位关系(a区内短路故障:(b区外短路故障由图可写出比相法的阻抗继电器的动作判据为:坩鲥g等翊o。 (2_5 西南交通大学硕士研究生学位论文 第12页 2。霉距鬻保护豹组成嚣磐本距离保护装置主要由以下元件组成【191,其逻辑关系如图2.4所示。图2.4三段式距离保护的维成元件和逻辑框图魏麓启动元件的主要篝掰是在发生敖障的瞬阉起动接套保护,并秘距离元辞 动作后组成与门。启动出口回路动作乎跳闸,以掇商保护装置的可靠性。在 本保护装置中采用两相电流差启动。距离元件的主要作用实际上是测壁短路点到保护安装地点之

17、间的阻抗 (麓;甏距离。在零装要串采弱豹是全爨挽继邀器。薅阗必辞魏主要终麓是按照效辕患萋|保护安装蟪点戆远近,摄据预定豹 时限特生确定动作的时限,以保证保护动作的选择靛,一般采用辩闯继电器。西南交通大学硕士研究生学位论文 第13页 2.5距离保护的整定速动阻抗继电器定值计算按躲过本线路末端故障整定,一般按被保护线 路正序阻抗的85%计算,即z出.1_焉,lz对 (2-7 式中,z。阻抗继电器I段的整定阻抗:噩可靠系数,取0.85;z。,被保护线路的正序阻抗.(1与相邻线路距离保护第1段相配合,并考虑分支系数K。的影响, 即瓦.:-墨(zd+如z (2.8 式中,Z也.2阻抗继电器lI段的整定阻

18、抗;KA分支系数,小于1.z二.。相邻线路的I段整定阻抗。(2躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处短路时的阻抗值,整定计 算如下:z如.2_磊r上(z_+K直z6 (2-9 式中,乙变压器的阻抗。按照上述两个原则整定后,应取二者数值较小的一个作为阻抗继电器II 段的整定阻抗。后备距离保护按躲过线路最大负荷时的负荷阻抗,并考虑到外部故障切 除后电动机自起动时,距离段必须立即返回的原则配合整定,其整定计算黼南交通大学石贯士研究生学位论文 第14页 如下 砀;志z肭=靠 蛰 戏中,z。.,阻抗继电器I段的整定阻抗墨可靠系数,取1.21.25;x。受凌塞莛凄系数;瓦遐阐系数,取1.151.25;z,.

19、。最小负荷阻抗j,。一、痧细。分剐为焱大受蔫毫流移滚,l、受萄电压。2.6阻抗继电器的分类按阻抗特性睡分主要有直线形黼抗继电器、黼特性阻抗继电器、四边形 阻抗继电器等。2.6。矗线特性阻抗继电器直线特性阻抗继电器主要有电阻型继电器,电抗型继电器,限稆继电器。 熊阻抗特性在阻抗复平面中分别为一直线。电隰继电器动作与丽,只取决于 测量阻抗的电隧馕,电抗继电器幼作与否,只取决于测量阻抗的电抗分量。 纛线跨连显然拳l掇麓萃,毽无方两瞧,嚣且不黢壤礁反浃窭骣测爨豹邂抗交 纯情况,因此犟缝列用电阻、电挽疆作判裘误菠徽大,在实际畿爝中效采并 不理想。圆特性阻挠继电器,有全阻抗隧,方向阻抗强,偏移阻抗圆燕俦统

20、继电 保护中,应用最为广泛的阻抗继电器。它实际嫩搬阻抗继电器的动作特性扩 大为一个圆,以便继电器的制造和调试,简化继电器的接线。其中全阻抗圆嚣寿交通大攀殁圭鞭究生攀位论文 筹5页 特性无方向性,方向阻抗圆存在电聪死区,偏移限抗圆特性事前两者的综合, 祷健较好,应震较多。2+8。3四边彩特性阻抗继电器疆边澎特性阻挠继电器是综合7毫阻畦抗型鼗线特性,劳考虐了邋摭熬 方向性,是一种较为精确反映故障测量阻抗边界的阻抗继电器,并且具有良 努翡获过渡毫隧浆鼗力。在糖绫继奄保护巾嗣难予实瑗嚣攫少使矮,毽隧羲 微机保护的出现,在微机距离保护中得到了广泛的应用.多边形特性阻抗继电器同四边形特性阻抗继电器类似,也

21、是一种综合了 毫夔宅撬罂壹线特往靛继毫嚣,著纛在露:速影特性疆撬继窀嚣豹基磁上,考 虑了保护区末端经过波电阻斑路可能出现的超范围动作,以及出口和被保护 线路发象金属毪短路敖簿对静l擎况。多迭澎特幢辍获继魁器受适合瘦瘸予微 机保护【211。两南交通大学硕士研究生学位论文 第16页 第3章装置的体系结构3。1嵌入式剐戳处理器的概述ARM(Am跹d RIsC Machine是由Acom计算税公司稀Apple计算机袋 司于1990年在英逞合资组建豹一家公司。越姒是通用的32拉缎处理器,是 一种低功耗、高性能的产品,它是基于RISc构建的。自成立以来,在32位 RIsc a奄搿发簇蠛不辑敷褥突穰,箕结擒

22、己缎获v3发餍蘩v6。峦予ARM 公司一直以舻(hlleu培%ccPopeny提供者豹身份I向各大半导体制造商出售 知识产权,而自己从不介入芯片的难产销售,加上其设计静芯核其有体积小、 功耗低、成本低、囊毪能等照著特点,嚣姥获褥众多熬半罢体厂家襄整规厂 商的大力支持,禚32位嵌入式应用领域获得了巨大的成功,豳前己经占有 75%欧上的32位嵌入式产品市场,可班说是爵前最为流行豹徽箍理嚣。l、RlSC体系结构蓠先它是基予蹒c结擒蠢梅建豹,糕琵较C嚣c(cc黥鹾c8lod琢st豫eti母矗 set compucer,复杂指令集计算机结构,RISC结构具备如下一些优势:(1采用固定长度的指令格式,指令

23、归熬、简单;(2袋鼹肇鼹期按令,霞于滚农线操终执行;(3大量使用寄存器,数据处理指令只对寄存器进行操作,只有加载, 存储指令可叛诱阔存储貉,戳提高指令的执行效率:(4处理器内不嚣要微指令翻译器.当然,与c鸥C架构相比较,聪然R瞒c架构有上述的特点,但决不能认 必R醛e粱拇就零菝取代QSe桨擒,事嶷土,装嚣c程C群c各鸯撬势,嚣艇 界限并不那么明照。2、指令结构ARM微处理嚣在较瑟麴体系缕槐中支持嚣摹孛撂令集;ARM 32攮指令集 和numb 16位指令集,其中mnm指令集为越u订指令集的功能子集合。 与等价褥32位健确稽跑,占焉的存储器赛阕节省高这35%,然丽傈瓷了 32位系统所有的优势(例如

24、访问一个全32位地址空间。胁umb状态与旗 常的ARM状态之间的切换悬零开销的。使用16位的存储器可以降低成本, 嚣裳交逶大学醺士聚究生学位论文 繁9贾2夏匿丁二匪工】煎s夏匠丁睡【夏搬夸t图3.1越州71:DMI核三段流水线操作图S3C燃lO鹣结麴框图如耀3之。具体弓l勰绩号的类型积攒述可参考文献【27】。潍 l*徽l穰 S!磷 喜n癌 c跚精口 32垃攥W§尊线l l 一 、渣 J主且 。叫#比I 悝一 斗 j箭 I c神峙J h豫哥 _冈 4嗣.黼、I摹箸擎 f导!毫mh萃+_lz糌H 一毓端j SOL一 剖 托 h I、B S融一 l;:舞辩接剐嚣 黔。 -l I神通讯j,o

25、口卜I_. I r熏谴B*u I 莲辱 1孛鹾茬捌群扣¨l控制鱼l_一 -I uRTA.呻3嘲¨釉罕下 |32鑫窟鞋蒜。,l嶂 辛 ÷GDf.01l'#8席十1. h 叫¨滞j k1÷瓤O:js竿牛】1I ?摧 j .| i1矗t 舟午Jr蟮蕺1一控截鞋西南交通大学硕士研究生学位论文 第20页 强3.2s30喜5lOB结构框躐外接邋信I:人机接口园圈i l盟圈强30装鬟的缝擒框图在本装灌中,s3搿5l潞作为保护ePu,主要贫费l空籁数藩袋鬃、采嚣 数据处理、实现保护功能、实现保护控制、人机界颥以及外围串图和以太网 通信等。本装嚣巾模裂量

26、的采样保持、多路选择牙关秘嚣美量输入输囊豹控襄l等, 都遥过一瑟Al蕊RA公溺的生产静e警tD芯片嚣PM7128E来实现,对A薹潮 处理器和外部数据传输怒到了隔离作用.这样不仅大大减少了分立元件和总 线的数量,简化了设计,增加了整套保护装置的稳怒性和可靠蚀,而且在使 霜窝聚嚣上整必灵瑟,接疆箨设冬或鼷弱更多、受广瓣控铡场会。采样保掩环节由采样僚持芯片u路98通过EPM7128E控隶完成模拟信号 采样保持控制。在本装鬣中,由于只黼要完成简单的距离保护,所以需要电 压量、电流爨各3路:另外,考虑到Tv断线和零序电流保护,潞增加4路 搂菰量鹣输入。嚣建共lO籍摸瑟蠢羧入,嚣10背羔鹣98芯冀。因只采

27、用片单路输入的AD676转换芯片,所以装置中配鬣了片16选1的AD26芯片作为模拟多路选撵开关。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第23页 流分置。对于如何消除衰减直流分量给村立时爨法带米约影响,人们进舒了深入 的研究.提出了不少方法,主要有:(1利用正弦波前、后半周波形特性(2 势联法(假定袋减#髑麓分爨豹对阅喾数恐知(3熬分法(4剥爆变斜 率崖线修正采样值法镣。但是这些方法都会增加计算的时间和数据窗的长度, 袋敬本装鬟没鸯采爱淤滁衰减壹滚努量煎方法,爨是在DFT模块戆设计中致 留了消除衰减赢流分爨的功能,并增加了使能端口。全波簿氏雾法是剩雳一令羯蘩零蠹瓣金嚣聚撵篷寒进行诗舞,嚣越数援 窗也

28、就是一个周期T。微机保护在具体实现时,般有两套不同的方案:一 是每个王频瘸裁送行一次计算,帮獭现N令雾;采撵蠹嚣才遴瑟次诗葬;二 是每出现一个新的采样值后就进行次计算。第二套方棠的实时性相对较强, 熊较侠爱浃敲簿状态。所谓“相对 西南交通大学硕士研究生学位论文 第25页实现输电线路敌辩选相的方法f鞯蠲很多。福电流、糟电压元件可精来逡 相,虽然实现简单,饭是相电流选棚仅适朋于电源侧,且灵敏度较低,容易 受负荷电流和系统运行方式的影响;相电朦选福仪适用予短路容量特荆小的 线路一侧,以及单电源线路豹受电侧。丽垮电流、序电压选棚需要增加模拟 量输入。因此,本文选用相间电流突变置选相。l、零相接

29、7;|基数障以A相接地短路为例,根据文献【17】,假定系统的难序阻抗和负序阻抗 鞠等,可雩寻出A提接撼露保妒安装鲶魏电漉突变撬摆量强翔臻3.6(a。可 见,单相接地斑路的特征就怒两个非故障相量电流之差为零。2、涎耩不援壤矮踞以BC两相短路为例,栩量图如圈3.6(b。可见,非故障相电流突变 蠢为零,两个效障耱电流突交量之差为最大。3、两相接地短路戬Be两穗接圭盘筑路为戮,裙纛圈如爨3.6(e。诧时仍然是两故障藕 电流突变擞之茇最大。4、三稆短路显然是三个相电溅突变爨的有效值均相等。其糨量图从略。心l(毪b (c 图3.6故障栩量图采用多边形方向阻抗特性的I蚓距离保护原理。其阻抗特性如图3_7。考

30、虑爨傈爹送末端经过渡电辍缀鼹可毙出瑷耱超藏匿动终,一般瑾可取 7100;考虑到经过渡电阻短路时,由过渡电阻引起的附加测爨阻抗,始端故人d, 以 A 0, 6西南交通大掌硕士磁究生学位论文 第26页障时比末端故障时小,所以a。900,一般敬6酽;为保证出口经过渡电阻短 路对能可纛动作,a:邋常取15。;为保证被保护线路发生金属憔短路故障时 能可靠动作,口,通常取1r。滔X&。r”一 矿置。/、j 、”文 , /|&么;蜊置。 鑫摹刘鼬瞄3矗多边形方向阻抗特性所以,多边形方囱阻抗特性的动作判撰为:瓦x蹦tan(900+呜(3。11 嚣。墨la丑a2(312jsz蹦一R眦tan口 (

31、3。13民最m+xt癌l当PT断线时,也会发缴电压为零,计算阻抗为零_i酊进入保护动作区潦 成保护谈动兹憾提。爨就采援了PT凝线判叛巧繁,当粼叛为艘断线对,闭 锁多边形阻抗特性湖。嚣袁交暹大学硕士磁究生学位论文 第27页 本装置采用三个线电压幅值的最大值和最小值比值运算的方法进行PT 鼗线判叛,其兴握豹实现如下削:判据:三个线电题幅值的最大值(玑大于等于三个线电压幅值的 最小篷(玩。择嫠,辫玩一嚣魄。t靠值提摆被检溅魄压踅感器二次删 负荷的对称情况确定,般情况下l万1.732。本文中取1.5。判据=:三个线电压幅俊的最小值低予无压门槛值(,藏对负葡 窀流太予笼流fl槛篷(k。判据兰:对予Y形接

32、线的pTI开嗣三受电压(3瓯大乎无愿门槛敛(u。时为PT次侧断线,脊则为=次侧断线。_本判据主要怒判断Y行接线的PT 是一次侧断线还是二次衡断线,对本文豹意义不大,掰鞋本装鬣没有采霜本 判据。该拳6据能够同时通用于Y型和A墅接线的PT一次侧和二次侧断线检测。 图3-8PT断线判据逻辑关系图辩断线西南交通大学硕士研究生学位论文 第28页 第4章装置的硬件电路设计本文在籀3章中已经给出了本装置的硬件结构檄圈(图3-3以及功能分 配,本鬻的激骚内容是具体实现本装置的硬件电路设计【3.4,1处理器部分4。S3C碡S08芯冀懿接线 冕鹜拳l。西南交通大学硕士研究生学位论文 第29页 图4.1s3c451

33、佃芯片接线图图禾2电源电路根据s3C4510B的最高工作频率以及Pu。电路的工作方式,选择10MHz 的有源晶振,10姗z的晶振频率经过S3C4510B片内的PLL电路倍频后,最 高可以达到50MHz。片内的Pu。电路兼有频率放大和信号提纯的功能,因此, 系统可以以较低的外部时钟信号获得较高的工作频率,以降低因高速开关时 钟所造成的高频噪声。晶振的输出通过22Q的电阻接s3C4510B的xcLK引 脚。装置的晶振电路如图4-3。DGND图禾3晶振电路目前常用的sDRAM为8/16位的数据宽度,本装置选用删NDAJ公司 图4.4SDRf!姒电路由于系统支持8位,16位/32位的存储器,采用单片H

34、Y29L.V160作为Flash 存储器,孺予存放程序代稻、常囊袭获及一些关键字等,掉电嚣需要僳存匏 用户数据。HY29L160的单片存储容量为16M位(2M字节,工作电压为 2.7v。3.6v,采用48脚TSOP封装或48脚FBGA封装,16位数据宽度。F1勰h 移结嚣接线彀路麴圈毒15。4,。5看门狡复位电路 圈4Hash电路VID 3.SV Cl :皇=e抽l l O、l"F I 寺Gb交予s3c45lOB没卷冀魂看门狻电臻,装鬻采慰殛射74芯片,其定 时器时间可以通过外部弓I脚溅r】眩,sElrl,s取u的逻辑电平进行精确调节。 着门狗电路输入端wDl接s3C聒lOB的GPl

35、03脚.在整个内棱痞动过程串, 褥门狗将簦蛙失效。在瘦弱穰序运行螽,应将C零103设为输出模式,并在程 序的主循环或有较长时问的操作中加入滴狗操作。由于心6374监控芯片 没有上毫复位察电压鼗控功能,瑟辍需簧另熟设诗土宅复位宅路。番门狻笈 位电路如图4-6。麟南交通大学硕士研究生学位论文 第32页 4。1。8麟恕路图奉6鬻门狗复位电路l张婚(JoiB融船li强G麟埽,联裔嚣试行魂冬缀是一辩蓬舔掭难测 试协议,主要用予芯片内部测试及对系统进彳予仿真和调试。丁rAG技术是一 种嵌入式调试技术,它在芯片内舔对装了专门的溺试电路TAP(Test access 辨热,蓼|试谤闫日,通过专曩豹疆媳测试工具

36、对内甥节点进行鞭4试【12】。】野心 接口不仅可以用于测试,还常用于实现在系统编程(ISP功能。在本装置中rn婚接口就耀予嚣ash进行编程。嗣前,脚接口的连接有两种标溅,即14针接口和20针接阴,本装置采用20针接口方式。其定义如袭4一l。,rAG接线电路如图4啊7。表奎l麟接国雩l黪定义西夔名望丕荔。氯猁茹栩忑茭目的 黧霉替 蕊藿幕岛蠹霭鏊液融鍪羹蓬辨良羹薹囊j雾鐾吲耋黍蠹壅霎囊釜薹到薹 蠹囊羹鞲韭酗;霪羹蕊醵葫受鹕静鹱藿蘑渤藿蠢蒸霾Lj玛疆,驵驺霆霾醛酝 鏊曩|鹳霜鳓篓肴蓉妻;霎囊羹霎菱蠢霎甄毫奏秘瞻鹩霞麓羁鲤嘎鹜j委萋霉空丞舞!J篓粉蒌 ,羲惹强壤婺雾餮;鬻爨羹萋-蘩萋雾S蔺”睦酬!拳掣

37、i基薹霉l 19,; 自;懿嶷;女l鬈矧i毫警雾滓囊!爱;菲圈髫勺l嚣囊l鬻攫冀由萁他丽源羹菰秀,囊,嵩l赣莓貉罐 露鐾垒羹菘馁曜竖蹙萋嗣,强国隈国濞强滔潘臻;灞一墓祷垮黪墼算一饕雾囊去鹫拳鎏器翟霪覆 冀蠢醴墅鞋鳟酽囊饕羹藏瀚丽塞 茎!l羁 銎i篓醚甄醵鍪菱F。|壅t霎。蚕|一l;,醇一薹一;墓ll西南交通大学硕士研究生攀位论文 第36页第5章基于组态思想的软件设计5.1软件设计框架对带一个宠善靛皴枫继电保护装鬟瑟誊,软传#零重要。与传统继电瀑 护装置相比,微机继电保护装鼹的优势就在于因为微机保护装置除了具有必 要磋释装置蚪,还獒有功能强大翡较粹系统,裁徽瓤继宠保护装莺零身采说, 套好的软件不仅能使装置更加稳定可靠,而且可以大大增加装置的灵活性, 谯不增加硬件的基础上就能使系统功能得戳大大加强。本装置从整体上可以分为兰大模块:胡始化模块、保护功能模块和邋识 模块。本套装置的软件椴图如网5.