本文从今夏我国多地遭遇罕见的高温天气造成北京、河北、山东等18个省份的电网用电负荷创历史新高,全国日发电量也连续17天超过去年最高值的情况,结合《电力发展的“十三五”规划》对电力发展的新要求,明确传统的常规变电站已经不能满足“低碳环保、经济高效、绿色发展”的电网建设新要求,广泛开展智能变电站的建设势在必行。为了保护电力系统中的重要一次设备,保障电力系统安全稳定的运行,且能更好地适应智能变电站中的设备环境,本文旨在设计一款适用于智能变电站内应用的新型双芯片系统的线路保护装置,并开展以下工作:(1)分析当前形势下智能变电站中继电保护系统的整体架构方案,通过与传统保护装置的对比,研究智能变电站中一、二次设备的应用以及站内“三层两网”的平台结构对智能变电站内线路保护装置运行环境的影响。(2)明确本装置的保护功能设计基本理念,即在遵从选择性、速动性、灵敏性、可靠性的前提下为本装置进行基本保护功能设计,配置距离保护、纵联差动保护、过流保护、零序保护、过负荷保护、断路器失灵保护等多种保护类型,力求配置合理、功能全面。(3)基于前文对保护系统整体架构方案和功能设计的研究,进行保护装置硬件部分,包括CPU模块、采集模块、光电隔离模块等整体架构设计。针对智能变电站二次系统对装置计算速率快、精度高、能耗低的要求对双芯片系统中的DSP芯片以及ARM芯片分别进行选型,选择高处理性能、低能耗的芯片,并设计与之匹配的电源模块。(4)针对选择的DSP与ARM芯片分别优化设计芯片的主程序、采集程序、数据处理程序、故障处理程序、通讯程序、人机交互程序。并在保护算法方面研究全波傅立叶算法以及半波傅立叶算法各自的优势与不足,通过数据的分析论证后选用优化的基于时间抽取法(DIT)的基2-FFT库利-图基法,在保证精确度的同时,大幅度降低了保护装置的运算数据量,为保护的速动性、可靠性提供了保障。本文从保护系统构架方案、保护功能配置、硬件架构搭建、软件程序编写、算法优化等方面对智能变电站内线路保护装置的整套配置方案进行了设计。本文设计的基于双芯片系统的线路保护装置将能很好地满足全球能源互联网新形势下对智能变电站内线路保护装置的新要求。