基于SEP4020的微機繼電保護裝置的硬件設(shè)計.pdf

1、電子和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展對微機繼電保護設(shè)計產(chǎn)生了深遠的影響。微機繼電保護裝置結(jié)構(gòu)上不斷優(yōu)化，功能上不斷增強，應用上更為靈活。微機繼電保護和變電站自動化系統(tǒng)的推廣，對新型微機繼電保護裝置的設(shè)計與研制提出了許多新的問題和更高的要求。本文在借鑒國內(nèi)外微機繼電保護發(fā)展的成功經(jīng)驗基礎(chǔ)之上，緊跟與繼電保護相關(guān)的高新技術(shù)，分析并實現(xiàn)了新型繼電保護的硬件方案。
　　 本文首先介紹了微機繼電保護裝置的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，闡述了繼電保護的一般性原理、

2、分類以及電力系統(tǒng)對繼電保護裝置的基本要求。接著通過分析目前比較典型的繼電保護硬件平臺，確立了基于SEP4020的單核硬件架構(gòu)。采用“通用”模塊化設(shè)計方案，選用具有體積小、功耗低、成本低、性能高、實時性好等優(yōu)點的ARM微處理器SEP4020作為控制芯片，在此基礎(chǔ)上進行了繼電保護裝置的軟硬件設(shè)計。本文對繼電保護裝置的CPU核心模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量開入、開出模塊、通信模塊、人機接口模塊和電源模塊給出了具體的硬件實現(xiàn)方案，詳細說明了各部分

3、電路的工作原理和PCB實現(xiàn)原則。軟件的實現(xiàn)上，微機繼電保護裝置是以Nucleus為嵌入式實時操作系統(tǒng)來開發(fā)的應用程序，給出了軟件總體設(shè)計框架，介紹了Nucleus系統(tǒng)初始化方式、中斷管理流程以及任務調(diào)度方式。論述了交流采樣算法設(shè)計和故障處理設(shè)計流程。
　　 基于繼電保護裝置高精度和高可靠性的要求，本文深入分析了保護裝置工作環(huán)境常見的干擾源及其干擾途徑。對保護裝置進行了采樣回路二階低通濾波，增設(shè)看門狗電路，電氣防偷跳、電源系統(tǒng)和P