本文關(guān)鍵詞：基于PCI-E的多功能數(shù)字故障錄波裝置的研制

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【摘要】：隨著我國電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,智能變電站已成為變電站發(fā)展的主流趨勢。目前在智能變電站中,數(shù)字故障錄波裝置、網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀以及數(shù)字繼電保護測試儀這三種裝置相互獨立。在某些應(yīng)用或測試場合如需使用,若全部配置,則體積過大且十分沉重,并且增加相應(yīng)成本。論文研制的多功能數(shù)字故障錄波裝置,在數(shù)字故障錄波裝置的基礎(chǔ)上,將以上三種裝置進行整合,以實現(xiàn)故障錄波裝置和網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析儀的功能,且使其硬件系統(tǒng)也能適用于繼電保護測試儀,并引入高速PCI-E總線技術(shù),旨在實現(xiàn)裝置的多功能、一體化以及高速化設(shè)計。論文對相電流工頻變化量故障選相方法進行了研究,提出了一種改進的工頻變化量選相方法,該方法將相電流差工頻變化量與相電壓工頻變化量相結(jié)合,構(gòu)造三個廣義導(dǎo)納進行選相。仿真結(jié)果表明,該方法不受故障位置、過渡電阻的影響,能正確選相,且具有較高的靈敏度,在多功能數(shù)字故障錄波裝置中具有一定實用價值。論文提出了多功能數(shù)字故障錄波裝置的基本設(shè)計方案,并設(shè)計了其硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該裝置采用以單片機為核心的專用嵌入式系統(tǒng),以及DSP+FPGA的核心結(jié)構(gòu)。選用PCI-E總線解決DSP外部總線需要高速通信的問題；采用多板設(shè)計方案解決裝置要采集記錄的SV、GOOSE和MMS等網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)量龐大、網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)量眾多以及PCI-E總線只能進行點對點通訊的問題。論文分析了裝置各部分的需求并選型,并進行了DSP芯片總線速度測試以及非差分信號線高速通信測試。論文設(shè)計了SV、GOOSE、MMS等網(wǎng)絡(luò)報文數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布幊探Y(jié)構(gòu),并設(shè)計了相應(yīng)各模塊,包括MAC核、數(shù)據(jù)多路切換模塊、時鐘切換模塊、LVDS數(shù)據(jù)發(fā)收模塊、PCI-E硬核；進行了相關(guān)仿真,并對PCI-E核與雙口RAM的匹配進行了實物測試。解決了處理、存儲數(shù)據(jù)時的數(shù)據(jù)分發(fā)與匯總、時鐘匹配以及內(nèi)存分配等問題。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字故障錄波裝置 網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀 數(shù)字繼電保護測試儀 PCI-E總線 TMS320DM8168
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM63;TM76
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.1.1 選題背景10-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 各裝置研制情況11-14
• 1.2.1 各裝置相應(yīng)產(chǎn)品11-12
• 1.2.2 各裝置主要技術(shù)要求12-13
• 1.2.3 各裝置的硬件結(jié)構(gòu)13-14
• 1.3 論文主要工作14-16
• 第2章 工頻變化量故障選相方法研究16-32
• 2.1 相電流差工頻變化量選相方法16-19
• 2.2 相電流差工頻變化量選相方法存在的問題19-21
• 2.2.1 兩相接地短路零序阻抗遠小于正序阻抗時的問題19-20
• 2.2.2 系統(tǒng)正、負序阻抗不等時的問題20-21
• 2.3 改進的工頻變化量選相方法21-30
• 2.3.1 改進的工頻變化量選相方法的提出21-24
• 2.3.2 仿真驗證24-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第3章 裝置硬件系統(tǒng)設(shè)計32-52
• 3.1 裝置的設(shè)計思路32-33
• 3.1.1 一體化設(shè)計思想32
• 3.1.2 裝置的技術(shù)難點32
• 3.1.3 解決方法與技術(shù)指標(biāo)32-33
• 3.2 裝置基本方案設(shè)計33-35
• 3.2.1 兩種基本方案的分析與選擇33-35
• 3.2.2 嵌入式系統(tǒng)的選擇35
• 3.3 裝置的硬件設(shè)計35-47
• 3.3.1 裝置的硬件結(jié)構(gòu)35-39
• 3.3.2 裝置各部分選型分析39-47
• 3.4 實物測試47-51
• 3.4.1 仿真板的配置與連接47-48
• 3.4.2 DSP總線速度測試48-50
• 3.4.3 非差分信號線高速通信測試50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 裝置數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計52-74
• 4.1 概述52-59
• 4.1.1 數(shù)據(jù)傳輸功能52
• 4.1.2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)目傮w結(jié)構(gòu)52-54
• 4.1.3 數(shù)據(jù)處理與存儲需解決的問題54-57
• 4.1.4 各芯片編程結(jié)構(gòu)57-58
• 4.1.5 設(shè)計流程58-59
• 4.2 MAC核的設(shè)計59-60
• 4.3 數(shù)據(jù)多路切換模塊的設(shè)計60-62
• 4.3.1 模塊功能60
• 4.3.2 設(shè)計方案60-61
• 4.3.3 仿真驗證61-62
• 4.4 時鐘切換模塊的設(shè)計62-63
• 4.4.1 模塊功能62
• 4.4.2 設(shè)計方案62-63
• 4.4.3 仿真驗證63
• 4.5 LVDS數(shù)據(jù)發(fā)收模塊設(shè)計63-69
• 4.5.1 CRC校驗方式的設(shè)計64-67
• 4.5.2 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊67-68
• 4.5.3 數(shù)據(jù)接收模塊68-69
• 4.5.4 仿真驗證69
• 4.6 PCI-E硬核設(shè)計69-73
• 4.6.1 PCI-E硬核的功能與配置69-70
• 4.6.2 PCI-E硬核與雙口RAM的匹配70-73
• 4.7 本章小結(jié)73-74
• 第5章 總結(jié)與展望74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間的論文及其它成果80-81
• 致謝81

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5 周，

本文編號：695937