本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)其實(shí)就是指繼電保護(hù)的技術(shù)和各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。隨著大電網(wǎng)發(fā)展的需要,超高壓電網(wǎng)和大容量技術(shù)的發(fā)展使得電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)日益變得復(fù)雜。確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行成為電力行業(yè)重中之重的問(wèn)題,這樣對(duì)繼電保護(hù)裝置本身的要求也越來(lái)越高。本文在查閱國(guó)內(nèi)外微機(jī)保護(hù)的發(fā)展歷程中,提出了一種基于FPGA芯片的微處理器控制的微機(jī)繼電保護(hù)裝置。該裝置采用的是快速傅里葉算法,利用對(duì)具體線路的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣,然后用該算法進(jìn)行處理數(shù)據(jù),判斷故障及進(jìn)行動(dòng)作。最后進(jìn)行了模擬試驗(yàn),試驗(yàn)驗(yàn)證具有良好的效果。首先,本文簡(jiǎn)單介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)數(shù)字化變電站的發(fā)展的現(xiàn)狀,分析當(dāng)前對(duì)于數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)存在的問(wèn)題,以及目前針對(duì)可靠性問(wèn)題的相關(guān)的研究現(xiàn)狀。其次介紹了該微機(jī)保護(hù)裝硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)以及基于硬件平臺(tái)對(duì)外圍AD采樣電路,開(kāi)關(guān)量輸入／輸出電路,串口通信電路進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)過(guò)程及工作原理。在保護(hù)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上,研究了微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)一些典型的微機(jī)保護(hù)原理與算法,充分利用處理數(shù)據(jù)快的特點(diǎn),完成一些復(fù)雜的算法,在數(shù)據(jù)處理上選擇快速傅里葉算法來(lái)實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)。然后簡(jiǎn)單介紹硬件描述語(yǔ)言(Verilog HDL)的特點(diǎn)及QUARTUS Ⅱ 11.0軟件的開(kāi)發(fā)流程�；贔PGA開(kāi)發(fā)軟件quartus Ⅱ 11.0+Modsim平臺(tái)進(jìn)行軟件編程和對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行綜合仿真,并且利用了MATLAB仿真工具,對(duì)故障線路進(jìn)行模擬仿真,得到了一些數(shù)據(jù)符合繼電保護(hù)的動(dòng)作要求。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)： 利用FPGA的編程語(yǔ)言verilog HDL實(shí)現(xiàn)并行處理及模塊化設(shè)計(jì)的方法。實(shí)現(xiàn)FFT數(shù)據(jù)處理模塊以及各個(gè)功能模塊,結(jié)合繼電保護(hù)的動(dòng)作原理可以很快的對(duì)故障信息判斷及動(dòng)作。
【關(guān)鍵詞】：微機(jī)保護(hù) FPGA 快速傅里葉算法 硬件描述語(yǔ)言
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM774
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-28
• 1.1 課題研究背景與意義14-15
• 1.2 繼電保護(hù)的概念15-16
• 1.3 繼電保護(hù)的原理及特點(diǎn)16-25
• 1.3.1 電流電壓保護(hù)17-18
• 1.3.2 方向性電流保護(hù)18
• 1.3.3 零序保護(hù)18-19
• 1.3.4 距離保護(hù)19-23
• 1.3.5 縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)23-24
• 1.3.6 高頻保護(hù)24-25
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀25-27
• 1.4.1 微機(jī)保護(hù)的現(xiàn)狀25-26
• 1.4.2 繼電保護(hù)微機(jī)化的特點(diǎn)26
• 1.4.3 目前我國(guó)微機(jī)保護(hù)的缺點(diǎn)26-27
• 1.5 本文所做工作27-28
• 2 硬件設(shè)計(jì)28-42
• 2.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)28-29
• 2.2 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列簡(jiǎn)介29-30
• 2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列概述29
• 2.2.2 CYCLONE系列器件概述29-30
• 2.3 硬件描述語(yǔ)言綜述30-31
• 2.4 仿真軟件QUARTUS Ⅱ11.031-32
• 2.5 流水線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介32-33
• 2.6 外圍的模塊電路設(shè)計(jì)33-39
• 2.6.1 電壓互感器33-34
• 2.6.2 信號(hào)處理電路34
• 2.6.3 A/D采樣34-35
• 2.6.4 串行通信接口35-37
• 2.6.5 開(kāi)關(guān)量輸入輸出設(shè)計(jì)37-38
• 2.6.6 電源電路設(shè)計(jì)38
• 2.6.7 液晶顯示模塊電路38-39
• 2.6.8 按鍵電路的設(shè)計(jì)39
• 2.7 本章小結(jié)39-42
• 3 微機(jī)保護(hù)算法的研究42-52
• 3.1 兩點(diǎn)乘積算法42-43
• 3.2 半周積分算法43-44
• 3.3 微分方程算法44-45
• 3.4 差動(dòng)算法45
• 3.5 傅里葉算法45-49
• 3.5.1 離散傅里葉變換46-47
• 3.5.2 快速傅里葉變換47-49
• 3.6 數(shù)據(jù)的采集49-50
• 3.6.1 采樣頻率的選擇50
• 3.6.2 采樣間隔的自適應(yīng)調(diào)整50
• 3.7 微機(jī)測(cè)量算法50-51
• 3.7.1 電壓電流的有效值算法50-51
• 3.7.2 功率和功率因素的算法51
• 3.8 本章小結(jié)51-52
• 4 軟件設(shè)計(jì)52-58
• 4.1 FPGA軟件功能概述52
• 4.2 軟件設(shè)計(jì)總體原則52-54
• 4.2.1 接口軟件52-53
• 4.2.2 保護(hù)軟件的配置53
• 4.2.3 中斷服務(wù)程序及其配置53-54
• 4.3 系統(tǒng)軟件的流程圖54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析58-68
• 5.1 FPGA功能模塊的的實(shí)現(xiàn)58-63
• 5.1.1 模塊仿真綜合58-59
• 5.1.2 FPGA的AD0809控制器的實(shí)現(xiàn)59-60
• 5.1.3 FPGA FFT模塊的實(shí)現(xiàn)60-63
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析63-66
• 5.2.1 試驗(yàn)設(shè)備配置64
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果64-66
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 6 系統(tǒng)抗干擾分析68-74
• 6.1 影響微機(jī)保護(hù)裝置的干擾源68-69
• 6.2 抗干擾措施69-71
• 6.2.1 CPU單元抗干擾措施69-70
• 6.2.2 功率放大電路的抗干擾措施70
• 6.2.3 開(kāi)關(guān)量及模擬量輸入輸出路抗干擾措施70
• 6.2.4 PCB電路抗干擾措施70-71
• 6.3 裝置故障的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)71-72
• 6.4 本章小結(jié)72-74
• 7 結(jié)論與展望74-76
• 7.1 結(jié)論74
• 7.2 展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-82
• 作者簡(jiǎn)介及碩士期間的論文發(fā)表82

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6 姚棟;;應(yīng)用綜合微機(jī)保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)備自投功能[J];電氣應(yīng)用;2007年07期

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3 李孝波;桂p，

本文編號(hào)：286328