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10k V开关柜作为配电网中的重要一次设备,主要实现电网的负荷分配、线路的开断和保护功能,一旦故障将破坏下级电网供电,严重时甚至危及大电网的安全运行。随着我国智能配电网建设进程的加快,研究符合IEC61850标准的开关柜状态监测IED对改进开关柜检修方式、完善智能配电网的功能有重要意义。首先,针对10k V开关柜的状态监测量目前尚无统一标准的情况,在分析开关柜常见故障的基础上,研究能表征开关柜故障的故障状态量;结合开关柜状态评估的需要,研究能表征开关柜健康状态的状态量。结合对开关柜结构的分析,综合考虑抗电磁干扰能力、采样精度、设备成本、传感器在开关柜内部布置空间的大小、系统维护问题,完成开关柜各状态量传感器的选型和监测电路的设计。其次采用ARM+DSP结构完成系统硬件设计,包括状态监测装置的信号调理模块、数据采集模块、数据处理模块、光纤以太网通讯模块和光纤B码接收模块;采用模块化的结构方案完成了系统软件设计,包括系统通信与人机交互软件、状态量采集和处理软件和光纤B码信号解码的FPGA软件,其中ARM处理器植入RT-thread操作系统,DSP处理器和FPGA处理器为裸机运行。同时对除通信模块的各功能模块进行详细分析,完成的各功能模块的设计。详细分析开关柜状态量的处理过程,确定特征参量的提取算法和相应的故障告警阀值。最后设计开关柜状态监测IED的通信模块,完成状态监测IED的MMS通信实现,重点研究了IEC61850标准的信息模型和建模方式,通过扩展逻辑节点,建立了开关柜状态监测IED的信息模型,包括基本信息模型和信息服务模型。利用Altova XMLSpy软件完成对开关柜状态监测IED信息模型的配置,得到开关柜状态监测IED的ICD配置文件。研究IEC61850标准到MMS的映射,完成开关柜状态监测IED基本信息模型和服务模型到MMS的映射,完成开关柜状态监测IED的MMS服务器软件模块的设计,并进行通信验证。