PC与DSP串行通信在电力故障波形重现装置中的应用

电力故障波形重现装置可以将各发电厂、变电站的录波器所记录的标准COMTRADE格式故障数据真实还原成实际电压电流波形,进行故障分析、研究继电保护装置动作行为以及测试电力二次设备等.装置采用嵌入式PC与DSP的双CPU控制结构,为保证输出波形失真小,需要传输大量数据,因而嵌入式PC与DSP之间准确、快速的通信成为提高装置性能的一个重要问题.概括介绍了故障波形重现装置的原理、结构等,并重点对上、下位机间的串行通信做了一个详尽的描述.该装置已通过试验验证,具有很强的实际价值.     

基于嵌入式PC技术的电力故障波形重现装置

介绍了嵌入式PC技术在电力故障波形重现装置中的应用。该装置采用嵌入式PC实现人机交互,并通过串口发送命令至后台数字信号处理模块,使其发出脉宽调制波控制功率放大输出。另外．装置还应用了闭环校正技术,用反馈采样数据修正原始数据,使非线性失真达到最小,保证了重现的电力故障波形失真小的效果。     

自适应神经模糊推理系统在电力故障重现中的应用

将电力故障录波数据重现为实际波形对于继电保护测试和保护动作行为分析等具有重要意义。文章将自适应神经模糊推理系统和数字闭环修正技术应用于电力系统故障重现装置中,实现了整体数字域内的闭环控制,利用输出端回采数据与原始数据进行比较并修正信号源的方法极大地减小了故障重现的非线性误差。Matlab仿真和基于该算法的故障重现装置的实际应用证明了自适应神经模糊推理在故障重现中应用的可行性和有效性。     

嵌入式双速暂态信号同步录波装置

介绍了GPS同步的嵌入式双速暂态信号录波装置的原理、结构及其特点。该装置利用高速采集信号的低速采样智能触发录波，获得故障发生时刻的精确波形，融合低速采样数据记录系统波形概貌，无须大容量存储器和高速CPU即可记录故障全程。采用嵌入式PC104结构，既可作为独立录波装置，又可作为保护装置的录波组件。     

一种继电保护应用软件仿真验证系统的设计

针对电力系统暂态故障时间短导致使用仿真器调试不便的缺陷,运用MATLAB与C混合编程方式,在PC平台上实现了对继电保护装置保护应用程序的仿真验证。采用MEX函数接口实现读取故障波形和MATLAB仿真波形,并将数据转化为电流、电压通道的数据流,实现对继电保护故障的模拟。该系统可直接移植DSP程序代码,保证了保护应用代码与仿真验证代码的一致性,提供了脱离继电保护装置的试验验证环境,能使用各种录波波形验证保护程序逻辑。在设备运行过程中,针对现场故障,可采用该系统进行单步跟踪调试,准确判断装置保护程序逻辑正确性。实际运行表明,本系统不依赖于保护装置硬件,缩短了新型继电保护装置的研发流程,提高了研发效率。     

基于数字闭环修正技术的故障重现放大装置

介绍了一种基于数字闭环修正技术的故障重现放大装置,包括其硬件结构和软件流程.该装置将数字闭环修正技术应用于故障重现放大,并采用自适应模糊智能控制算法,用反馈采样数据对故障信号源进行修正,克服了目前同类装置诸如功率放大器、继电保护测试装置等输出波形非线性失真严重的缺点,从而增强了故障重现放大装置的实用性.     

基于VB的DSP数据采集监控在永磁直线同步电动机垂直提升系统中的应用实验

针对永磁同步电动机垂直提升系统信号检测问题,提出了一种基于VB的DSP与PC机相结合的分布数据采集监控系统.将多片DSP作为嵌入式芯片运用到永磁直线同步电动机提升系统中,通过采集电机运行时的电压、电流、功率等参数,研究永磁直线同步电动机垂直运输系统的性能,为系统的监测、故障处理提供依据.通过RS485总线将数据送给上位计算机,通过VB的MSCOMM控件实现PC机与DSP的数据通信,开发了两者之间的通信协议和通信程序,并完成了对数据的后续处理.实现结构表明,该方法便于系统的调试与网络化,为分析提升系统的动态性能提供了很好的依据,具有很强的实用性和借鉴性.     

基于DSP和FPGA的LVDS高速串行通信方案设计

电力电子驱动装置在电力系统中运用比较广泛,而在电力电子驱动装置控制系统设计过程中,因为既要对数据进行高速运算,又要对高频信号进行快速处理,因此,控制器通常都采用DSP和FPGA这样的组合框架。在设计过程中,DSP和FPGA 的通信问题一直是一个重点研究问题。提出了一种应用SPI协议的串口通信方案,,利用LVDS线路驱动器／接收器实现DSP（ TMFS28335）中内置的SPI模块和多个FPGA（XC6SLX9）上配置的SelectIO差分IO模块进行高速串行通信,并通过实验验证了该方案可以正确实现DSP与FPGA之间的串行通信,并具有通信速度高,抗干扰能力强,DSP和FPGA可以分离较远距离等优点。     

铁路10kV自闭及贯通线故障定位与隔离装置的研制

根据现有铁路电力远动信息资源,以TI公司的TMS320F2812型号的DSP为硬件平台开发了故障定位与隔离装置。装置通过以太网进行通信,与车站FTU间进行通信连接的电力远动104规约,装置与I/O模块间通信的Modbus TCP规约,装置通过I/O模块采集供电段两端出线断路器的开关遥信量来确定供电方向,完成故障定位与隔离。现场试验运行结果验证了装置的稳定性与可靠性。     

嵌入式通信管理装置的设计和实现

介绍了一种采用嵌入式Linux操作系统和PC/104嵌入式控制PC构建的通信管理装置的 设计和实现过程。该装置具有以太网接口、CAN现场总线接口及8路标准异步串行接口，可以灵 活应用于控制系统中的各个通信环节，实现异种网络间的通信协议转换和数据管理功能。该装置 运行可靠性高、组态维护简捷，并且支持客户二次开发通信驱动程序。     

新一代微机继电保护测试仪及其基本性能

为微机型继电保护装置和安全自动装置测试的需要，以M2000为例，详细介绍了基于DSP、大功率开关放大器和PC机研制而成的新一代微机型继电保护测试仪，介绍了它的基本性能，描述了该仿真器软、硬件的实现，以及仿真器的功能，如电力系统实时仿真、谐波发生器、故障波形成回放、系统振荡模拟、各种类型的继电器测试。该测试仪体积小、重量轻、操作方便，可广泛适用于继电保护生产厂家、实验室、电厂、变电站等场所测试各类继电保护装置。     

一种新型储能变流器的人机界面设计方法与实现

基于嵌入式一体化触摸屏技术设计了储能变流器的人机界面,以嵌入式系统为通信核心,可实现对储能电池、上位机和DSP(digital signal processor)控制器通信数据的综合处理,实时显示储能变流器的各项参数,保存历史信息和故障信息,设置储能变流器的运行模式,并有效防止操作人员的误操作,设计了一种适合DSP控制器的通信方法,以保证通信能够准确稳定进行。本系统应用于实验室储能变流器样机,经测试:系统运行良好、通信稳定,各项性能达到要求。     

电能质量监测系统中基于Modbus RTU的多机通信

电能质量检测与无功补偿相结合是未来发展的趋势,它的关键技术之一是数据通信。研制了一套基于数字信号处理器(DSP)的电能质量检测与无功补偿综合测控系统,该系统采用ModbusRTU(远动)报文格式,通信协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485及Ethernet设备,实现了以单片机为主机、DSP与PC机为从机的多机通信。主机89C 51采用中断方式进行数据发送与接收,并采用模块化的方法编程实现,DSP与PC机为从机,完成报文接收、处理、成帧及发送功能。同时依据通信规约设计了相应的通信接口,有效地解决了多机通信引起的电平冲突,实现了主机与从机的点对点通信。     

基于LabVIEW和DSP的发电机组振动与噪声监测系统

异常振动和噪声是发电机组中难以确定又最为常见的两种故障,以往大多监测系统主要研究振动故障,具有一定的局限性。以电厂2台600 MW超临界机组为研究对象,开发了一套基于Windows平台,以LabVIEW作为开发工具的集发电机组振动和噪声参数于一体的发电机组实时监测系统,系统的数据采集采用以DSP为核心的振动监测和噪声监测数据采集器来实现,上下位机之间的通信采用串行通信方式。     

基于多种信号风力发电机在线故障检测装置设计*

风力发电机在线检测系统可以实时了解风力发电机运行工况及时发现故障隐患。针对检测数据种类过少导致风力发电机故障诊断出现误判问题,文中设计了一种多通道数据采集实时在线故障检测装置。以DSP TMS320F28335(简称F28335)作为系统主控芯片采集现场数据,Lab VIEW软件系统和MCGS组态软件进行同步显示。通过模拟实验表明,与传统的风力发电机在线检测装置相比,能更全面的采集多种运行工况下的数据,为故障诊断提供可靠依据。     

基于同步相量的电力故障录波监测系统

大电网互联给电力系统的安全稳定运行提出了新的挑战,电力故障录波监测系统要满足互联系统在发生大范围、长过程严重故障后事故分析的要求。文章介绍了DPR-2E型电力故障录波监测系统。DPR-2E系统的装置硬件采用Motorola PowerPC和ADI BlackFin DSP组成双CPU系统,软件采用Linux嵌入式实时操作系统,全面提高系统的可靠性和抗干扰能力;该系统基于同步相量测量平台,利用同步时钟信号可为电力系统实时动态监测系统提供大量原始数据;高稳定度的恒温晶振和高精度守时技术全天候保证秒脉冲信号的准确性,为大范围故障分析提供同步保证;改进的prony算法可准确迅速判定电力系统低频振荡;高精度测距技术能够很好地适应线路参数变化带来的测距误差。DPR-2E系统集故障录波、测距、同步相量、实时监测和连续记录为一体,为超长时间、大范围和发展性的事故分析提供了可靠的数据来源。     

具有自适应电流速断保护功能的配电线路保护监控装置研制

分析了配电线路自适应电流速断保护的基本原理.在此基础上,研制出具有自适应电流速断保护功能的配电线路保护监控装置.该装置主要包舍中央处理单元(CPU)、互感器、继电器、电源等插件和人机接口模块,其中CPU插件集成了微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、大容量静态存储器(SRAM)和闪速存储器(Flash RAM)、数据采集电路、开关量输入/输出电路和通信接口电路.在软件方面,装置将自适应电流速断保护、传统三段式电流保护、三相一次重合闸、低周减栽、事件告警、数据采集与监控(SCADA)和故障录波等多种功能融为一体.测试表明,所研制的装置具有功能可靠、配置灵活等优点,尤其是其保护性能能随着系统运行方式、故障类型和负荷条件的变化而自动调整到最佳状态.     

基于DSP和ARM9结构的厂用电微机快切装置

针对现有厂用快切装置在稳定性和可靠性上存在的问题,提出一种基于DSP+ARM9双CPU结构的新型方案.装置由电源、CPU、开出/开入、通信等板组成.主CPU(DSP)负责数据采集和逻辑判断,从CPU(ARM)负责以太网通信和液晶显示等,主/从CPU间的数据交换由可编程门阵列(FPGA)的双口RAM实现.装置主CPU(DSP)基于μc/COS系统,从CPU(ARM)基于Vxworks系统.采用主/从CPU协调工作的软件设计方法.快速切换时,厂用母线电压是快速衰减的,为快速、精确地计算厂用母线电压的频率以及厂用母线电压和主/备电源间的相位差,设计了自适应调整采样周期的快速傅里叶变换(FFT)算法,进行频率跟踪和相角估计.现场实验表明所设计的装置成功切换,性能良好.     

基于LabVIEW的航空故障电弧发生装置研制

针对航空故障电弧研究中电弧信号采集繁琐的问题,文中设计了一种基于Lab VIEW的航空故障电弧发生装置。该系统由Lab VIEW上位机、DSP控制系统、电弧发生装置三部分组成。首先,通过Lab VIEW虚拟按键控制电弧发生装置触头移动,引发电弧;其次,利用串行通信将采集的数据传送至Lab VIEW上位机进行实时显示与存储。大量实验测试表明,新设计的实验平台能够实现故障电弧触发的自动控制与电弧特性的准确采集,同时简化了数据采集过程,具有良好的实用性与人性化设计。