新型自供电智能微机保护装置的设计与实现

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现代电力系统的规模逐年增加,日益复杂。为了保障电力系统能够稳定运行,很多学者在微机保护装置方面做了大量的研究。现如今设计的微机保护装置不仅要满足它的基本要求,而且对微机保护装置的智能化程度和可靠性等要求也逐渐提高。因此设计并实现一款新型自供电智能微机保护装置是非常有意义的。本文根据项目需求和微机保护装置智能化、测量保护通信一体化等的发展趋势,设计并实现了一款基于μC/OSII操作系统的新型自供电智能微机保护装置。该装置首先通过数据采集模块进行数据采样,然后将采样到的数据经过滤波和自适应微机保护算法进行处理,通过主控制器进行分析判断后执行相应的保护动作,并将装置记录的数据上传给工控机和移动端。该装置在软硬件设计上均充分考虑低功耗的要求,最大程度的降低了整个装置的功耗。与传统的微机保护装置相比较,该装置可以在工控机端和移动端进行远程监控,对故障记录等数据能进行存储和查看,以便对故障进行分析诊断。同时该装置设计了三种供电方式融合的供电模块,很好的使其能工作于不同的工作环境中。装置的扩展性很好,并能很方便的移植到其他的微控制器上。该装置将采样滤波后的数据经过了自适应微机保护算法处理,有利于在特定的场合选择相应的微机保护算法,以便更好更快的切除故障。本文首先详细分析新型自供电智能微机保护装置的工作原理、功能需求,提出新型自供电智能微机保护装置的总体设计方案。接着针对本装置的应用场景提出了一种基于传统微机保护算法改进得到的自适应微机保护算法的设计方案,并且对该算法进行了详细分析。最后对新型自供电智能微机保护装置的软硬件方案进行详细设计,并予以实现。硬件考虑到强弱电分离的原则,将强电模块和弱电模块设计为主板、副板、电流环取电板、人机交互面板和AC-DC转换板五个部分。软件采用分层和分块结合的设计方式,设计为驱动层、μC/OSII操作系统层和应用层,再结合各功能模块进行分块设计,并详细阐述了应用层的主程序、各个子程序以及上位机软件的设计思路和具体功能。本文对该装置的各模块和整体进行一系列测试,结果表明该装置的精度高,速度快,投入使用后,该装置运行正常。
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