變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著DSP和現(xiàn)場總線技術(shù)的日益發(fā)展，絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)在變電站電氣設(shè)備的監(jiān)測中發(fā)揮著越來越大的作用。位于現(xiàn)場端的絕緣在線監(jiān)測板卡是絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心模塊，其性能直接影響到采集到的絕緣參數(shù)信號的精度，而絕緣參數(shù)信號的傳輸方式又直接影響到系統(tǒng)的抗干擾性。目前，國內(nèi)部分公司的絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)在變電站中已有很多應(yīng)用，可以被監(jiān)測的電氣設(shè)備種類也比較廣泛，但是這些系統(tǒng)普遍存在著運算效率低、穩(wěn)定性差、可擴展性低等缺點。從實際運行中也發(fā)現(xiàn)了其性能和功

2、能有很多需要完善和改進的地方。因此，絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)有著重要的理論意義和廣闊的市場前景。本文首先對當(dāng)前國內(nèi)絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行了分析，同時根據(jù)當(dāng)前絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和實際應(yīng)用的需要對系統(tǒng)提出了新的要求。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于CAN總線和DSP微處理器的新的絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)整體架構(gòu)。該方案采用現(xiàn)今發(fā)展迅速的CAN總線作為系統(tǒng)通信的總線方式，傳輸速度快，抗干擾性強，相互通信方便；采用DSP微處理器作為絕緣在線監(jiān)

3、測板卡的主處理單元，可擴展性好，指令執(zhí)行速度快，能夠高效的進行數(shù)字信號處理；使用了CPLD芯片進行控制命令的傳遞，實現(xiàn)各個功能模塊的觸發(fā)，改變CPLD固件可以方便更改各模塊之間的控制關(guān)系，從而增加了系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的靈活性；使用了高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采樣并轉(zhuǎn)換傳感器信號，和DSP之間采用并口連接方式，可以高速的傳遞絕緣參數(shù)數(shù)據(jù)。另外，為了適應(yīng)系統(tǒng)擴展的需要，還導(dǎo)出了DSP的HPI接口，方便了與其他板卡的通信連接。隨后本文對課題研究的內(nèi)容、

4、重點和已經(jīng)完成的工作做了說明。在總體方案確定之后，本文對它的各個組成部分進行了詳細(xì)的闡述。首先根據(jù)新的需要設(shè)計了系統(tǒng)總體框架，并對其中的各個主要模塊進行了詳細(xì)的描述。隨后本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計，主要介紹了：信號調(diào)理電路的設(shè)計；DSP及其外圍電路的設(shè)計；CPLD電路的設(shè)計和CAN總線通信電路的設(shè)計等。在硬件電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的軟件設(shè)計也展開了論述，主要包括：CPLD的軟件設(shè)計；DSP軟件設(shè)計等，對其中的關(guān)鍵的數(shù)字信號處理算

5、法和CAN總線通信程序進行了說明，給出了程序的具體流程。作為設(shè)計方案的最終體現(xiàn)和驗證，作者制作了絕緣在線監(jiān)測板卡的實驗板，其中也對印刷電路板制作中的一些要求和規(guī)定進行了說明。最后進行了系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試，為驗證系統(tǒng)功能的完備性、可行性和可靠性，在實驗室里進行了低壓實驗，給出了實驗數(shù)據(jù)并作出分析。由于本課題的開發(fā)所涉及的工作量很大，作者在論文階段只完成其中的部分關(guān)鍵工作，離實際應(yīng)用仍有一定距離，但是這些基礎(chǔ)性的工作已為實驗室的后續(xù)開發(fā)打下了