摘要:當(dāng)前，傳統(tǒng)的常規(guī)保護(hù)裝置已不能適應(yīng)電力系統(tǒng)自動化的要求，而微機保護(hù)裝置正以其優(yōu)異的性能受到各電力公司的關(guān)注。但微機保護(hù)裝置的開發(fā)還相當(dāng)落后，本文在供電局局內(nèi)現(xiàn)有的以80C196為微控制器的電力保護(hù)裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種集成性更強，功能更強大的基于DSP的電力保護(hù)裝置，該裝置除了具有原有裝置的電流保護(hù)、距離保護(hù)、故障濾波等多種繼電保護(hù)和安全自動裝置的基本功能外，更具有了DSP處理器的全部優(yōu)點。
　　關(guān)鍵字：電力保護(hù)裝置系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動化DSP處理器
　　繼電保護(hù)技術(shù)以其性能穩(wěn)定、功能強大等獨特的優(yōu)點在電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展中占有舉足輕重的位置，而電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展又不斷對繼電保護(hù)提出新的要求。繼電保護(hù)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展[1]。
　　1電力保護(hù)裝置的原理
　　電力保護(hù)裝置系統(tǒng)中涉及到的繼電保護(hù)和安全自動裝置的種類很多，繼電保護(hù)有電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)和差動保護(hù)等，安全自動裝置有三相一次重合閘，它們原理不同算法各異，實現(xiàn)的方法也千差萬別。反時限電流保護(hù)和方向元件原理是目前比較新的電力保護(hù)原理。
　　2電力保護(hù)裝置的硬件設(shè)計
　　2.1電力保護(hù)裝置的技術(shù)數(shù)據(jù)
　　額定交流數(shù)據(jù)：相電壓：V；開口三角電壓3U0：100V；交流電流：5A；額定頻率：50HZ；裝置輔助交流電源：220V。
　　交流回路過載能力：交流電壓：----持續(xù)工作；交流電流：----持續(xù)工作；----1s。
　　功率消耗:交流電壓回路每相功耗不大于0.5VA(額定電壓下)；交流電流回路每相功耗不大于0.5VA(額定電流下)；直流回路功耗不大于50W。
　　輸出觸點：出口跳閘觸點,在交流電壓不大于250V，電流不大于1A，時間常數(shù)L/R為5±0.75ms的直流有感負(fù)荷電路中，觸點斷開容量為50W,長期允許通過電流不大于5A。其余輸出觸點在交流電壓不大于250V，電流不大于0.5A，時間常數(shù)L/R為5±0.75ms的直流有感負(fù)荷電路中，觸點斷開容量為20W,長期允許通過電流不大于3A。
　　2.2電力保護(hù)裝置基本結(jié)構(gòu)
　　本系統(tǒng)由交流模塊、CPU模塊、輸入輸出模塊、通訊模塊等幾基本模塊組成。整體結(jié)構(gòu)如圖:
　　圖2.1整體結(jié)構(gòu)圖
　　2.3CPU模塊
　　CPU模塊有兩部分，一塊為監(jiān)控CPU，一塊為保護(hù)CPU，主要由CPU電路、復(fù)位電路、電源回路和模數(shù)變換電路四部分組成。CPU電路主要由TMS320U5402和ISPLSI1016(1032)及其附屬電路組成，為核心部分，主要用于數(shù)據(jù)處理；復(fù)位電路主要由MAX706及其相應(yīng)的控制電路組成，主要用于對整個系統(tǒng)的檢測；模數(shù)變換電路部分主要由TLC3548及其相應(yīng)的控制電路構(gòu)成，主要用于信號的采樣和變換；電源回路主要為DSP處理器提供電源[6]。
　　CPU模塊電路組成：CPU模塊電路主要由TMS320U5402和ISPLSI1016(1032)及其附屬電路組成。前者是由TI公司推出的一款高性能的16位數(shù)字信號處理系統(tǒng)。
　　復(fù)位電路：保護(hù)用CPU和監(jiān)控用CPU模塊上都有一個復(fù)位電路，主要由MAX706及其相應(yīng)的控制電路組成。
　　模數(shù)變換電路：模數(shù)變換電路部分主要由TLC3548及其相應(yīng)的控制電路構(gòu)成。
　　電源回路：TPS70151器件提供完全的電源管理為DSP處理器，處理器電源，ASIC，F(xiàn)PGA和數(shù)字應(yīng)用器件，這些器件都需要兩種電壓輸出調(diào)節(jié)器。
　　2.4交流模塊
　　電力保護(hù)裝置中設(shè)有兩塊電路原理完全相同的電流電壓變換模塊，變換后的模擬量分別供給保護(hù)用CPU和監(jiān)控用CPU。
　　2.5輸入輸出模塊
　　開入邏輯電路：8路開入量均為外部空觸點，開入專用電源，由電源模塊上的+24V電源提供，也可由外部直流電源供電，只要相應(yīng)地調(diào)整電阻R1的大小，保證回路中的電流在10mA左右即可。當(dāng)外加電壓的微小變動會使壓敏電阻阻值發(fā)生明顯的變化。利用壓敏電阻特性來吸收各種干擾過電壓，保證整個裝置的安全。
　　開出邏輯電路：每路開出量的控制回路相同，二極管導(dǎo)通，繼電器線圈勵磁以使其觸點閉合，從而完成一次完整的動作過程。一個六通道的反向器和一個六通道的與非門，它們的組合能減少CPU誤發(fā)命令的可能，提高整個裝置的可靠性。小型繼電器，
　　2.6鍵盤、顯示器模塊
　　鍵盤電路：布置現(xiàn)在比較流行的薄膜鍵盤，分別為上鍵、下鍵、左鍵、右鍵、取消鍵(ESC)、確認(rèn)鍵(OK)和復(fù)位鍵(RESET)七個按鍵。確認(rèn)鍵和上鍵以及確認(rèn)鍵和下鍵的組合可以分別實現(xiàn)數(shù)字加和減的功能。
　　顯示器電路：裝置的LCD為TM320240ECD型液晶顯示器，點數(shù)為320X240，點陣的大小為0.33X0.33(mm),其控制芯片為SED1335。74HC245和74HC244分別作為數(shù)據(jù)總線A0～A7和三根控制總線/PRD、/PWR和/CSLCD的總線驅(qū)動部件，用以提高總線的驅(qū)動能力。
　　2.7通訊接口模塊
　　為了減輕微機保護(hù)裝置中微處理器的負(fù)擔(dān)，一般通過通信接口與上層管理機或調(diào)試用微機交換，諸如整定值、采樣值報告、故障報告、硬件測試命令與結(jié)果，以及一些實時測量參數(shù)等信息。在此選擇的是RS-232(需光隔)和RS-422/485通訊方式。
　　3結(jié)論
　　該電力保護(hù)裝置系統(tǒng)硬件通用性強，通過在同一硬件平臺上下載各種不同的保護(hù)和監(jiān)控軟件，即可用單臺電力保護(hù)裝置獨立完成各種不同類型的繼電保護(hù)實驗，又可以組成一個系統(tǒng)，完成變電站綜合自動化的各項實驗，另外電力保護(hù)裝置系統(tǒng)在硬件和軟件的設(shè)計過程中，充分考慮了電力系統(tǒng)運行中的各種實際情況，完全是從工程實際出發(fā)的，因此本系統(tǒng)也可以應(yīng)用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展.中國電力，1999,32(10)：38~40
　　[2]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.中國電力，1999,32(10)：38~40
　　[3]楊奇遜.微機型繼電保護(hù)基礎(chǔ).北京：水利電力出版社，1988
　　[4]張舉.微機型繼電保護(hù)裝置原理與運行.天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1996
　　[5]朱聲石.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)原理與技術(shù).北京：中國電力出版社，1995