课程设计（论文）
题 目 10kV干式变压器微机保护 学生姓名 王志伟 学 号 201214060220 班 级 电气F1206 指导教师 张华 评阅教师 张华
完成日期
2014 年 12 月 4 日
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目录
摘要 ............................................................................................................................... - 3 - 1 微机保护装置的硬件系统 ....................................................................................... - 3 - 1.1、信号采集电路 .................................................................................................. - 4 - 1.2、模数转换电路 .................................................................................................. - 6 - 1.3、开关量输入电路 .............................................................................................. - 7 - 1.4、开关量输出电路 .............................................................................................. - 7 - 1.5、电源电路 .......................................................................................................... - 7 - 1.6、CAN通信电路 .................................................................................................. - 8 - 2 微机保护装置的软件系统 ....................................................................................... - 9 - 2.1、系统主程序 .................................................................................................... - 10 - 2.2、数据采样子程序 ............................................................................................ - 11 - 2.3、显示子程序 .................................................................................................... - 12 - 2.4、双DSP通信子程序 ........................................................................................ - 13 - 2.5、CAN通信子程序 ............................................................................................ - 13 - 2.6、软件系统抗干扰措施 .................................................................................... - 15 - （1）软件自检 ................................................................................................... - 15 - （2）指令冗余 ................................................................................................... - 15 - （3）软件陷阱 ................................................................................................... - 16 - （4）数字滤波 ................................................................................................... - 16 - （5）看门狗 ....................................................................................................... - 16 - 3 总结 ......................................................................................................................... - 16 - 附录： ......................................................................................................................... - 18 -
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摘要
干式变压器微机保护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护；针对配网终端高压配电室量身定做，以三段式无方向电流保护为核心，配备电网参数的监视及采集功能，可省掉传统的电流表、电压表、功率表、频率表、电度表等，并可通过通讯口将测量数据及保护信息远传上位机，方便实现配网自动化；装置根据配网供电的特性在装置内集成了备用电源自投功能，可灵活实现进线备投及母分备投功能。
干式变压器微机保护装置采用了国际先进的DSP和表面贴装技术及灵活的现场总线（CAN）技术，满足变电站不同电压等级的要求，实现了变电站的协调化、数字式及智能化。此系列产品可完成变电站的保护、测量、控制、调节、信号、故障录波、电度采集、小电流接地选线、低周减载等功能，使产品的技术要求、功能、内部接线更加规范化。产品采用分布式保护测控装置，可集中组屏或分散安装，也可根据用户需要任意改变配置，以满足不同方案要求。
分析电力变压器的故障,可分为短路故障和不正常运行状态两种川,而变压器的短路故障,又可按发生在变压器的内外部情况分为内部故障和外部故障。变压器的内部故障主要是指各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地短路故障等。变压器的外部故障主要是指外部绝缘套管和引出线上发生相间短路和直接接地短路故障。变压器的不正常运行状态主要有:由于外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压;由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油造成的油面降低;由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁;变压器油温升高和冷却系统故障等。
1 微机保护装置的硬件系统
在本微机保护装置硬件构成方案中,总体电路采用DSP+DSP的双CPU结构,微控制器采用美国Tl公司生产的TMS32OLF2812DSP芯片来分别作为装置的核心控制器和数字信号处理器,其为32位芯片,能够很好完成数据的采集和处理,并且可以保证算法的精确性和控制的实时性,提高了整个控制系统的可靠性。并配备一些适当的外围电路来完成整个装置的监控和保护功能。
装置的硬件系统结构框图如图1所示,其中保护用DSP是保护装置的核心部分,其主要任务是完成保护所需要数据的采集与变换、保护的逻辑判断、保护故障巡检及控制开关量输入输出等功能。而监控用DSP主要是用来完成装置的事物管理、人机界面、后台通信、数据显示、按键处理、时钟处理等功能。为便于分析,在文中称保护用DSP为DSPI,监控用DSP为DSPZ,两块DSP并行工作,采用自带的串口进行通信,这样能够保证系统的实时性和可靠性,符合系统对变压器保护装置的要求。
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