一种智能变电站新型双网冗余设备及实现

为了解决当前智能变电站自动化系统内网络冗余存在的问题,提出了一种变电站内新型网络冗余的设备(双网冗余接口盒及双网冗余接口卡)软硬件实现方法,将变电站内部保护测控等装置通过双网冗余接口设备接入符合IEC62439-3规范的PRP/HSR网络实现新型双网冗余。采用FPGA+CPU的硬件构架,通过利用在FPGA设计出以太网通信控制MAC模块、PRP/HSR模块、存储控制模块、多路报文转发控制模块协同完成变电站系统内以太网报文冗余处理。试验证明,所研制的冗余设备满足电力系统保护装置对于速动性的要求,在智能变电站自动化系统内具有较好的实用性。     

行波故障测距功能插件的研制

以微机线路保护装置和微机故障录波装置为依托,提出了高压线路行波故障测距功能插件的设计思想。该插件遵从高度独立运行的设计理念,自身带有中央处理单元(CPU)、高速采集、高精度时钟、开关量输入、开关量输出、通信接口以及电源变换等功能电路,并且通过嵌入式多任务操作系统对插件软件中的各项功能任务进行统一调度。以此为指导,对某微机线路保护装置进行了适当改造,进而研制出与之配套的行波测距功能插件。该插件通过保护装置母板获取来自保护装置电源插件的直流电源,并且通过串行通信接口(经母板)与保护装置的人机接口(HMI)模块通信。行波测距功能插件的应用,能够实现高压输电线路行波故障测距与线路保护或故障录波的一体化。     

稳定控制装置通信方案的研究与设计

通过对安全稳定控制装置及其通信系统的分析与研究,阐述了高速、高可靠性和高稳定性的通信方案对电力系统安全稳定控制装置的必要性.讨论了安全稳定控制装置通信系统的要求并设计了基于光纤通信的安全稳定控制装置的通信方案,重点阐述了光纤通信接口板的硬件构成、通信接口芯片的主要功能、FPGA实现的主要功能、FPGA设计的主要内容和结构.所设计的通信方案已在现场投运,系统运行效果良好.     

基于TMS320F2812的微机保护硬件平台的开发

为满足高速发展的电力系统对微机保护装置提出的更高要求,进行了新一代微机保护硬件平台的开发.本设计采用双CPU结构,应用TI公司的数字处理器TMS320F2812作为保护CPU,遵循各插件板功能划分明确、强弱电系统分离的原则,在数据采集部分、双CPU通信部分和外设接口部分的设计别具特色.此装置保护与测量相互独立,功能完善,性能可靠,可作为中高压电力设备的通用保护平台.     

继电保护装置中智能I/O插件的研究

围绕电力系统继电保护装置中智能I/O插件这个主题,探讨了一种基于ARM核的CAN总线实现继电保护的控制系统,详细介绍了该系统的工作原理及实现方法。智能I/O插件中的开入插件和开出插件通过CAN总线进行通信,运用ARM核的LPC2119实现数据信息的交换,利用JTAG仿真器可进行系统的调试,通过对开入/开出插件的控制来实现继电保护的功能。     

一种就地化保护装置硬件架构设计

随着智能电网的不断深入发展,对于继电保护装置的要求也越来越高,继电保护装置的小型化、就地化已成为一种发展趋势.基于这种需求,介绍了一种适用于就地化保护装置的硬件架构设计方案.该方案基于ZYNQ核心系统,简化了常用的CPU+FPGA核心系统,硬件架构由下往上整体呈现三层式、功能分立模块化,不同模块间基于CAN总线来通信,具有易调试、小型化、可靠性高及模块化等特点.     

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。     

WXB—15型微机高压线路保护装置

该装置是由多单片机实现高压输电线路成套保护的装置。它主要应用于110～500kV各级电压的输电线路,是保证电力系统安全稳定运行必不可少的安全自动装置。该装置设有4个硬件完全相同的CPU插件,每个插件独立地完成一种保护功能,各CPU插件并行工作,相互之间无依存关系;4个CPU插件分别     

用于电子学实验台的示波/逻辑分析综合测试仪硬件设计

本系统采用AVR单片机作为系统的核心,由数据采集模块、存储模块、控制模块、按键及LCD显示模块等组成,该系统实现了将示波器和逻辑分析仪集成在一起,其中示波器部分最高采样频率可达60MSa/s,垂直灵敏度从5V/div到10mV/div共9挡,水平扫描速度从50ms/div到250ns/div共8挡,逻辑分析部分为16通道,最高采样频率为10MSa/s,利用多CPU技术在LCD上显示信号。     

基于嵌入式平台和FPGA的自动抄表系统

提出用嵌入式平台和FPGA实现自动抄表的一种方案,介绍了各个模块的设计方法。FPGA用于功率的测量,嵌入式平台UP-NETARM300显示并处理FPGA测量的数据或将数据送到局域网上,还用FPGA设计了串口通信模块,并实现了与嵌入式平台的通信。本方案主要解决的是电能计量自动抄表系统中前端采集子系统的设计,FPGA功能模块实现的是抄表式电度表的功能,嵌入式平台相当于采集子系统中的电量集中器。通过采用嵌入式开放设计技术,很好地克服了以往自动抄表系统的开放性及扩展性差的缺点。     

智能变电站GOOSE插件内部CAN通讯异常造成保护拒动问题的分析

通过智能变电站二起110 k V线路保护异常动作行为的分析,发现厂家生产的部分ST光纤接口插件存在安全隐患,其FPGA时钟模块采用DCM串联方式,当GOOSE插件内部通信模块输入时钟信号抖动较大并超出容许范围时,容易造成装置内部通讯出错和异常,不能正确收、发GOOSE有效报文,从而引发保护装置或智能终端的拒动。     

基于嵌入式系统继保装置CPU硬件测试的设计实现

介绍继电保护装置研发过程中硬件测试的一种方案,分析了继电保护装置的开发流程,并对继电保护装置的处理器,存储器件,数据采集和数据通信等模块的测试方案进行了阐述。该方案能有效的确保继电保护装置硬件平台设计正确性,并使软硬件平台研发流程可靠的无缝衔接。文中所提及的CPU并不是一般PC机上使用的,而是继电保护装置中的核心单板CPU插件。     

基于随机截尾数据及极大似然估计的继电保护可靠性分布

保护装置缺陷严重影响装置运行可靠性。装置缺陷分布是评估装置可靠性的重要依据。受制于装置运行时间长,缺陷发生率低,无法获取完整的缺陷数据,缺陷数据存在随机截尾特征。采用极大似然估计法,基于两参数的威布尔分布模型,实现对继电保护装置缺陷分布的参数估计。基于保护装置的电源模块、CPU模块、交流采样模块及液晶显示模块存在独立分布的假设,建立装置整体缺陷分布的联合分布模型,实现对装置各模块及整体缺陷概率分布模型的参数估计。所提出的方法能够有效指导装置缺陷分布分析,并指导装置检修。     

一种应用于线路保护装置的嵌入式行波测距方法

在分析阻抗法测距技术与行波测距技术优缺点的基础上,提出一种新的嵌入式行波测距方法。通过将行波测距模块化,并以独立插件方式集成到线路保护装置中,既实现了完整的线路保护功能,还实现了完整的行波测距功能。并且行波测距模块复用线路保护装置的电流采样通道、光纤通信通道,共享线路保护故障数据与行波测距数据,提高了行波测距的准确性。     

一种新型厂用电源快速切换装置

以许继800软硬件平台为基础而开发的厂用电快速切换装置,它通过CPU插件、交流输入插件、开关量输入插件、逻辑插件、通信插件、电源插件、人机接口插件完成各种切换、显示、上传数据等功能,采用汇编语言与C语言相结合的技术保证了切换功能的可靠性和快速性。     

一种变电站分布式网络型远动智能终端

本方案在电气化铁路、轨道交通及变电站综合自动化领域里的综合测控终端上进行了大容量高性能、分布式、网络型等多种创新,改变了传统单CPU测控装置的设计思想,真正实现了装置模块化设计、分布式、总线控制网络型多CPU测控终端设计。其优点在于:主控模块采用高性能的微处理器CPU(POWERPC),大容量的FALSH、SDRAM使得该CPU具有极强的数据处理能力,可以实现各种复杂的故障处理功能;处理能力领先同类产品,保证系统稳定可靠运行;商用嵌入式操作系统,软硬件模块化结构,根据不同应用需求灵活定制,便于工程实施及维护和升级,为无人值班牵引变电站提供了完善的综合自动化解决方案。     

基于FPGA的伺服控制系统液晶显示设计

基于Spardan3系列FPGA芯片X-C3S5E和DM12864M显示器,设计了一种伺服控制实时显示系统。该系统通过异步串行接口RS232接收电机编码器返回的数值,在显示器上实时显示控制信息。主要包括硬件设计和软件设计;给出了FPGA与液晶显示器LCD12864的硬件接口,着重介绍了软件设计,将串口通信、数据整合、除法器、数据选择和显示器都进行了模块化,方便了调试;在模块中同时采用了状态机,使时序更加清晰。实验结果表明:该系统占用资源少,显示效率高,稳定性好,通用性好,可以满足伺服控制的实时显示的要求。     

多CPU结构综合保护装置内部通信的实现

多CPU形式的硬件结构被广泛采用于新型综合保护装置中,其主要问题是如何简单、可靠地实现装置内部模块之间的数据传递。介绍了综合微机保护装置TH21－4采用当前流行的MODBUS通信协议实现装置内部通信的方法。该方法在保留MODBUS协议可靠性的同时,根据保护装置数据类型和数据传递特点,对其报文格式和通信方式加以简化和改进,使通信过程和调试方法简单易行,且经过简单改进和扩展就可应用到绝大多数综合自动化设备中,具有很好的实用价值。     

高压电动机的微机继电保护

高压电动机的微机继电保护与常规保护相比,具有快速、准确、可靠、故障率低、维护方便等特点。高压电动机的微机继电保护应用了微电子技术、单片计算机技术、网络通信技术、液晶显示技术等来对摸拟量、开关量等信号进行采集、处理、传输,实现电动机的保护、控制、数据监测、信号传输等功能。电机的电流和电压信号通过CT和PT的二次侧传至保护装置的交流变换插件,转换为弱电压信号,进入采样保持插件进行处理后,再进入CPU保护插件进行判断、处理,然后CPU把信号发至监控显示系统、信号插件和操作回路插件来实现电机保护和监控的各项功能。下…     

基于C#的串口通信系统的研究与设计

针对工业控制中PC对执行机构的控制与数据处理等问题,采用 RS232串口线连接 PC 端上位机和 CPU 板的结构来设计一个串口通信系统。该系统的上位机采用.NET Framework的 Windows Forms 模块,并利用其常用控件的方法、属性和事件,实现了PC下载编译文件至CPU板、发送功能指令、接收应答数据,并实时显示通信过程。经实际验证,该系统通信功能正常,且界面友好,具有功能强、操作方便的优点,有较强的实用性。