新型继电保护测试系统的设计

论文摘要

继电保护测试技术促进了继电保护技术的发展,基于嵌入式工控机的设计思想造成了传统的继电保护测试系统体积大、成本高等缺陷。本文充分利用DSP芯片强大的数据运算与信号处理能力,提出了“PC机+DSP主控板”的继电保护测试系统设计方案,完成了DSP主控板的设备固件程序开发及USB驱动程序应用工作。在分析参考变压器内外部故障及励磁涌流仿真现状的情况下,采用互感支路模型模拟故障变压器,建立了变压器的非线性暂态模型。以此变压器模型为仿真基础,开发了变压器暂态故障实时仿真测试系统。针对继电保护测试仪的实际工况,分析了设计方案的功率模块原理,设计了I／O模块的硬件电路,研究了测试系统的抗干扰策略。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 继电保护测试仪的原理及其功能
• 1.3 继电保护测试仪的的历史与现状
• 1.4 本论文的主要内容
• 第二章 新型测试仪的设计方案
• 2.1 新型测试仪的设计方案
• 2.1.1 新型设计方案概述
• 2.1.2 设计方案与现有设备的对比优势
• 2.2 DSP主控板的硬件结构
• 2.2.1 TMS320F2812F2812的介绍
• 2.2.2 D/A口的介绍
• 2.2.3 USB接口的介绍
• 2.2.4 仿真调试器的JTAG接口
• 2.2.5 存储器RAM和FLASH的介绍
• 第三章 固件程序开发与驱动程序应用
• 3.1 CCS集中开发环境介绍
• 3.1.1 CCS软件简介
• 3.1.2 CCS软件的开发流程
• 3.2 设备固件程序的开发
• 3.2.1 初始化程序的开发
• 3.2.2 中断服务程序开发
• 3.2.3 请求处理程序开发
• 3.3 USB驱动程序的应用
• 3.3.1 USB驱动程序的结构
• 3.3.2 端点以及端点缓冲区
• 3.3.3 下位机数据读写程序
• 3.4 硬件设备的测试
• 3.4.1 DA通道的路数和转换速度测试
• 3.4.2 USB接口的通信速度测试
• 3.4.3 存储器容量的测试
• 第四章 变压器保护测试功能的实现
• 4.1 变压器暂态仿真的主要内容
• 4.1.1 仿真程序的原理
• 4.1.2 仿真程序的编写思路
• 4.1.3 数据传输的实现
• 4.2 变压器励磁涌流仿真功能设计
• 4.2.1 基本磁化曲线的拟合
• 4.2.2 仿真程序介绍
• 4.2.3 励磁涌流波形的验证
• 4.3 变压器内部故障仿真功能设计
• 4.3.1 仿真模型的建立
• 4.3.2 仿真界面程序介绍
• 4.3.3 内部故障波形的验证
• 第五章 DSP主控板的外围扩展及抗干扰分析
• 5.1 DSP主控板的外围扩展
• 5.1.1 DA功放模块的扩展
• 5.1.2 I/O模块的扩展
• 5.2 抗干扰分析
• 5.2.1 干扰类型
• 5.2.2 抗干扰策略研究
• 5.2.3 设计方案的抗干扰分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况