本文關(guān)鍵詞：數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置研制

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【摘要】：繼電保護(hù)測(cè)試儀是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要測(cè)試工具,可以對(duì)變電站中的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢測(cè);隨著變電站中數(shù)字化、智能化裝置的使用,繼電保護(hù)裝置也逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,而針對(duì)數(shù)字繼電保護(hù)裝置的測(cè)試也有了新的標(biāo)準(zhǔn)與要求。根據(jù)DLT/860系列標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)的數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀,可以有效的測(cè)試數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的性能,為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了一個(gè)重要的保障。因此,有必要研制數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀檢測(cè)系統(tǒng),用于對(duì)數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀的性能進(jìn)行定期檢測(cè)。本課題研制了數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置,該裝置屬于數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀檢測(cè)系統(tǒng)的核心部分,能夠?qū)?shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的相關(guān)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與處理,使得檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀的主要功能進(jìn)行檢測(cè)。針對(duì)數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的交流小信號(hào)、FT3數(shù)據(jù)幀以及開關(guān)量信號(hào),數(shù)據(jù)采集裝置都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與處理,并將處理所得的數(shù)據(jù)發(fā)送給檢測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)進(jìn)行分析與顯示。本設(shè)計(jì)以基于Cortex-M4內(nèi)核的STM32F407ZGT6處理器與可編程邏輯器件CPLD為核心,六路交流小信號(hào)由PGA205可編程增益放大器進(jìn)行放大處理,然后使用高精度A/D采樣芯片ADS8556進(jìn)行采樣,并通過FFT運(yùn)算求得信號(hào)的幅值;FT3數(shù)據(jù)幀使用曼徹斯特編碼,由CPLD對(duì)FT3數(shù)據(jù)幀進(jìn)行曼徹斯特解碼,通過STM32F407ZGT6處理器將解碼所得的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)進(jìn)行處理;數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)計(jì)了四對(duì)開關(guān)量,可用于檢測(cè)數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀的開關(guān)量模塊;數(shù)據(jù)采集裝置與檢測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)之間使用以太網(wǎng)進(jìn)行快速通信。本文首先介紹了課題研究的背景及意義,對(duì)數(shù)據(jù)采集裝置需要完成的主要任務(wù)進(jìn)行了說明,其次對(duì)數(shù)據(jù)采集裝置所用到的算法及協(xié)議進(jìn)行了介紹。接著在硬件設(shè)計(jì)部分結(jié)合電路圖對(duì)裝置的硬件模塊進(jìn)行了分析,在軟件設(shè)計(jì)部分結(jié)合軟件流程圖對(duì)裝置的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明;然后通過測(cè)試確定了數(shù)據(jù)采集裝置各模塊的性能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,最后對(duì)本課題的成果進(jìn)行總結(jié)并提出了設(shè)計(jì)的不足之處與改進(jìn)措施。
【關(guān)鍵詞】：繼電保護(hù) 交流小信號(hào)檢測(cè) FT3曼徹斯特解碼 開關(guān)量 Cortex-M4
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM77;TP274.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-11
• 1.1 研究的背景及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容10
• 1.4 本章小結(jié)10-11
• 第2章 數(shù)據(jù)采集裝置相關(guān)算法和協(xié)議介紹11-21
• 2.1 數(shù)據(jù)采集裝置概述11-12
• 2.1.1 數(shù)據(jù)采集裝置的主要功能11
• 2.1.2 數(shù)據(jù)采集裝置的性能指標(biāo)11-12
• 2.2 交流小信號(hào)采樣方法選取12-13
• 2.2.2 非同步采樣12
• 2.2.3 采樣方法的選取12-13
• 2.3 快速傅里葉變換13-14
• 2.4 符合IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)的FT3數(shù)據(jù)幀格式介紹14-17
• 2.5 FT3數(shù)據(jù)幀曼徹斯特解碼方法介紹17-20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第3章 數(shù)據(jù)采集裝置的硬件設(shè)計(jì)21-40
• 3.1 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)21-22
• 3.2 ARM最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-25
• 3.2.1 STM32F407ZGT6處理器介紹22-23
• 3.2.2 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)23-25
• 3.3 小信號(hào)檢測(cè)模塊電路設(shè)計(jì)25-32
• 3.3.1 濾波電路設(shè)計(jì)25-26
• 3.3.2 放大電路設(shè)計(jì)26-28
• 3.3.3 A/D采樣電路設(shè)計(jì)28-30
• 3.3.4 同步電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.3.5 flash電路設(shè)計(jì)31-32
• 3.4 曼徹斯特解碼模塊電路設(shè)計(jì)32-35
• 3.4.1 光電轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.4.2 CPLD最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-35
• 3.5 開關(guān)量電路設(shè)計(jì)35-38
• 3.5.1 開入量電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.5.2 開出量電路設(shè)計(jì)36-38
• 3.6 網(wǎng)口通信電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第4章 數(shù)據(jù)采集裝置的軟件設(shè)計(jì)40-57
• 4.1 軟件平臺(tái)介紹40-41
• 4.2 主程序設(shè)計(jì)41
• 4.3 小信號(hào)檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì)41-45
• 4.4 FT3數(shù)據(jù)幀曼徹斯特解碼程序設(shè)計(jì)45-50
• 4.5 開關(guān)量程序設(shè)計(jì)50-53
• 4.5.1 開入量程序設(shè)計(jì)51-52
• 4.5.2 開出量程序設(shè)計(jì)52-53
• 4.6 通信程序設(shè)計(jì)53-56
• 4.6.1 以太網(wǎng)協(xié)議簡(jiǎn)介53-55
• 4.6.2 Lw IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信55-56
• 4.7 本章小結(jié)56-57
• 第5章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析57-63
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試57-58
• 5.1.1 硬件調(diào)試57-58
• 5.1.2 軟件調(diào)試58
• 5.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析58-62
• 5.2.1 小信號(hào)檢測(cè)模塊測(cè)試59-60
• 5.2.2 FT3數(shù)據(jù)幀曼徹斯特解碼模塊測(cè)試60-62
• 5.2.3 開關(guān)量模塊測(cè)試62
• 5.2.4 誤差分析62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 發(fā)表論文和參加科研說明68-69
• 致謝69-70
• 附錄70-72

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