来源：okooo手机官网下载 发布时间：2024-04-08 19:46:14 阅读量：1
馈线自动化远方终端的设计馈线自动化远方终端的设计 【摘要】随着我们国家配电网自动化的持续不断的发展,对配电网络故障类型判断、故障隔离、故障定位及网络重构都提出了较高的要求,实时性要求更高。基于数字信号处理器DSP芯片TMS320F206的馈线终端单元FTU的设计,集中运用了DSP芯片运算速度快、运算量大等优点。因此,简化了线路设计及元器件数量,降低功耗,大幅度的提升了馈线自动化远方终端单元装置的性能。 【关键词】配电自动化,馈线远方终端单元,数字信号处理器 1.馈线自动化系统 要解决配电网供电可靠性问题,其主要环节就是实现馈线自动化FA,它主要...
馈线自动化远方终端的设计 【摘要】随着我们国家配电网自动化的持续不断的发展,对配电网络故障类型判断、故障隔离、故障定位及网络重构都提出了较高的要求,实时性要求更高。基于数字信号处理器DSP芯片TMS320F206的馈线终端
FTU的设计,集中运用了DSP芯片运算速度快、运算量大等优点。因此,简化了线路设计及元器件数量,降低功耗,大幅度的提升了馈线自动化远方终端单元装置的性能。 【关键词】配电自动化,馈线远方终端单元,数字信号处理器 1.馈线自动化系统 要解决配电网供电可靠性问题,其主要环节就是实现馈线自动化FA,它最重要的包含线路及其开关设备的状态监视和控制、数据采集、处理和统计分析,故障定位、隔离与恢复以及无功补偿和电压调节等内容。IEEE对馈线自动化定义为,对配电线路上的设备做远方监视、协调及控制的集成系统。内容可归结为两个方面,一般的情况下的状态监测、数据测量,事故状态下的故障检验测试、故障隔离、负荷转移和供电恢复。馈线自动化是配电自动化系统DAS的基础,对于提高供电可靠性,减小停电面积和缩短停电时间具有深远的 意义。 1.1 FTU的性能要求 FTU是馈线自动化系统的核心设备,基本功能包括,配网馈线运作时的状态监测,馈线故障检验测试,故障定位,故障隔离,馈线负荷重新优化配置,网络重构,,供电电源恢复,馈线过负荷时,系统切换操作,馈线开关远方控制操作,开关动作次数累计、供电可靠性累计、事故
报告、负荷记录等。简单的说,FTU应具有监测、识别、判断和恢复等功能。当前智能FTU设计多采用51或96系列单片机完成。对于配电网馈线自动化要求来说,监视和控制的参数要求实时性较强、故障监测要准确、故障隔离要迅速,整一个完整的过程还有大量的数据需要计算和处理,而这些工作的完成,数字信号处理器DSP较之单片机有其无可比拟的性能和结构,独特的优越性能更能适应FA发展的要求。 1.2 DSP概述及TMS320F206功能介绍 DSP选用TI公司的一款性价比较好的芯片TMS320F206。该芯片是一种高性能、低功耗的16位定点DSP,静态CMOS数字信号处理器,供电电压为5V,采用了改进的哈佛结构,有1条程序总线条数据总线,流水线―bit算术逻辑单元、16×16―bit并行 硬件乘法器、片内存储器、片内外设和高度专业化的指令集,从而使该芯片速度高、操作灵活。片内资源还有,内部时钟 发生器,可以对外接时钟源进行×1、×2、×4和?2来产生CPU时钟,片内有RAM4.5KB,Flash32KB,能够适合于许多工程应用,特别是32K Flash作为程序存储器,给系统的设计和程序的调试带来很大方便,3个外部中断INT1、INT2、INT,1个同步串口和一个异步串口,1个软件可编程定时器,JTAG扫描仿真接口,IEEE
,,用来实现在线个独立可编程I/O脚,1个输出脚XF和1个输入脚/BIO。 2.FTU总体
2.1 双处理器结构 主控制器采用两片TMS320F206芯片,其结构框图如图2.1所示,分别标为DSP0和DSP1。两片DSP周边除了最小系统所必须的时钟、复位电路、调式JTAG口外,其之间通过64KB的高速双口RAM交换数据信息。总的来说,这种设计能减小单个DSP信号处理负担,同时使得总系统拥有一定的处理裕量。 根据FTU各个任务重要性和紧迫性的不同,将任务分为两组,一级任务和二级任务。一级任务最重要的包含了交流电量的采样、开关量的输入输出、FTU和二级子站的通信、故障的判断、有效值频率等的计算等。二级任务主要有各次谐波、功率、功率因数的计算,键盘显示、时钟模块的处理等。在以上的分工基础上,DSP0主要用来承担一级任务的处理, DSP1用来处理二级任务。采用这种
的优点是,控制管理系统整体运行可靠性高,一旦一个DSP故障,另一方可以接管部分重要功能并发出警报,避免由于DSP故障而导致总系统瘫痪的不良局面。 2.2 两个DSP间的通讯问题 一个大型复杂系统往往有多个处理器,处理器间要协同工作就必须交换数据,这就必须要格外注意处理器间的通信和数据传输问题。 在设计中选用IDT7133芯片,其核心部分是用于数据存储的存储器阵列,可为左右两个端口所共用。这样,位于两个端口的左右处理单元就可共享一个存储器。当两个端口对双口RAM存取时,存在以下4种情况, ,1,两个端口不同时对同一地址单元存取数据, ,2,两个端口同时对同一地址单元读出数据, ,3,两个端口同时对同一地址单元写入数据, ,4,两个端口同时对同一地址单元,一个写入数据,另一个读出数据。 在第一、第二种情况时,两个端口的存取不可能会出现错误,第三种情况会出现写入错误,第四种情况会出现读出错误。为避免第三、四种错误情况的出现,IDT7133芯片设有硬件BUSY功能输出,其工作原理如下,当左右端口不对同一地址单元存取时,BUSY L=LOW,BUSY R=LOW可正常存储。 当左右端口对同一地址单元存取时,有一个端口的BUSY=HIGH禁止数据的存取。此时,两个端口中哪个存取请求信号出现在前,则其对应的BUSY=LOW允许存取,哪个存取请求信号出现在后,则其对应的BUSY=HIGH禁止其写入数据。 TMS320F206与IDT7133双口存储器的连接方式如图2.2所示。 2.3 时钟模块部分 时钟模块的功能为,经初始化输入时间、日期后启动时钟,向主控模块输入时钟、日期,定时向主控模块提供中断。本文选择DS1302作为本系统的日历/时钟芯片。 DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片,它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时,且具有闰年补偿功能,工作电压宽达2.5―5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。 DS1302与CPU的连接仅需要三条线,即SCLK、I/O、RST。 3.结束语 本方案应用了目前流行的DSP芯片作为主控制器部分,实现了馈线自动化远方终端FTU的基本功能设计。在对交流采样过程中的大量数据处理、电力系统谐波分析及故障分析 中的诸多算法方面均体现了其优越性,这是一般的CPU所不能够比拟的。基于DSP的FTU设计也是未来电力系统配电自动化发展的一个方向,相信DSP技术将在电力系统的应用中得到进一步的深化。 参考文献 [1]刘健,倪建立,邓永辉.配电自动化系统[M].中国水利水电出版社,1999. [2]李刚,林凌,叶文宇.TMS320F206 DSP结构、原理及应用[M].北京航空航天大学出版社,2002. [3]黄梅.馈线自动化方案讨论[J].华北电力技术,2001. 作者简介,喻丽丽,1982―,,女,湖北钟祥人,大学本科,助教,现供职于金山职业技术学院,研究方向,电气工程及其自动化。
本文档为【馈线自动化远方终端的设计】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑， 图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件，我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关联的内容(国旗、国徽、党徽..)目的是配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
【最新资料】2016年深圳市中小学生篮球赛竞赛规程 定稿
造价〔2016〕11号--安徽省关于营业税改征增值税调整现行计价依据的实施建议