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基于IEC61850的光学电流互感器接口的研究与开发

潘珍

   电子式互感器与光纤通信技术、计算机技术结合组成光纤局域网应用于电力系统,是变电站自动化技术的一个发展方向。而作为变电站自动化系统第一个完整的以实现智能电子设备IED互操作性为主要目标的通信标准体系, IEC61850按照变电站自动化系统所要完成的监视、控制和继电保护三大功能,从逻辑上将系统分为三层:变电站层、间隔层和过程层。作为间隔层和过程层的重要的信息转换设备,合并单元被用于连接数字化输出的电子式互感器与保护、测控设备。 本文首先对合并单元数字接口的相关标准IEC60044-7/8、IEC61850-9-1和IEC61850-9-2进行了研究和比较,提出IEC61850-9-1标准作为实现电子式互感器和二次设备接口的目标更具有现实意义。 为了实现IEC61850-9-1标准对合并单元同步采集一个间隔内12路数据组帧后发给二次设备的要求,在设计中将合并单元划分为同步模块、数据接收处理模块和以太网发送模块。根据合并单元具有同时处理任务多,实时性要求高等特点,采用现场可编程门阵列FPGA和以太网控制器CS8900A联合起来实现合并单元的总体方案。 研究了同步模块具有识别外部精确时钟和给各路互感器的A/D部件发送同步采样信号的两个功能。设计中采用计数器和状态机逻辑来实现。 设计了数据接收部分、控制部分和寄存器部分实现数据接收和处理模块,完成了对多路数据的准确、可靠接收和组帧的功能。 选用CS8900A实现以太网发送模块。以太网协议由CS8900A硬件自动完成,利用FPGA对其驱动,实现起来简单可靠。 在设计了每一模块的系统级方案后,编制了程序并进行了功能仿真。在制作样机的基础上,进行了测试,验证设计的正确性和可靠性。 本课题属于光学电流互感总体系统的一部分,具有很强的工程实用化背景。对光学电流互感器接口进行研究和开发对于促进光学电流互感器的实用化、产品化以及数字化变电站的发展具有重要意义。……   
[关键词]:数字化变电站;光学电流互感器接口;合并单元;FPGA
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工业大学2007年