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随着全国智能电网的加快建设以及人民生活水平的不断提高,电力用户对电能质量和配电网供电可靠性的要求越来越高。微机保护装置是国家电网监测与保护配电网的主要智能化装置,为了满足电网发展和电力用户的要求,有必要对集测控、保护、记录和通信联网技术等多功能于一体的配电网微机保护装置进行进一步研究。 本文首先阐述了国内外配电网微机保护的发展现状与历程,简述了微机继电保护的特点,然后在其基础上总结、分析、论述了微机继电保护未来可能的发展趋势与方向。针对传统微机保护芯片的优化与选择,提出了基于DSP与ARM的双处理器的微机继电保护装置设计方案。其中DSP芯片负责控制数据的采集、数据处理以及故障处理,并通过DSP的主机接口(HPI)实现DSP与ARM端口之间的数据通信。ARM处理器主要承担人机接口管理、对外对内进行通信联系等工作。 文中针对配电网配置了三段式过电流保护、距离保护和自动重合闸等保护,并介绍其原理。深入研究了正弦函数、周期函数以及随机函数三种模型的微机保护算法,并详细分析其特点,最后得出周期函数模型中的快速傅立叶算法FFT在微机保护速度和精度方面满足要求,并通过MATLAB仿真验证了其可行性。 本文采用μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,不仅提高微机保护装置的可靠性,而且便于微机保护装置软件的升级和维护。给出了μC/OS-Ⅱ在DSP芯片TMS320F2812中移植与优化的方法,并对配电网保护的主程序模块、信号采集模块和其他程序进行设计。然后对配电网微机保护进行电磁兼容设计,采用了新器件——数字隔离器ISO721,有效提高了装置的可靠性。最后针对对装置进行抗干扰分析与防范措施,试验表明了该系统的可行性和实用性。