基于嵌入式技术的微机保护装置

基于IEC60870-5-104规约,利用嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)处理器强大的以太网通信功能和数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)实现微机距离保护功能.分析了ARM和DSP结构及双口RAM用于双处理器间的高速数据交换的特点.构造了距离保护的判据和算法.保护算法在Matlab仿真和试验中都验证了保护装置的可靠性、速动性、选择性、灵敏性.     

ARM处理器＋DSP构架的微机馈线保护装置的研制

基于IEC61850体系的变电站自动化系统设计思想研制了微机馈线保护装置，利用嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)处理器强大的以太网通信功能和数字信号处理器(DSP)高效快速的处理能力实现微机保护的功能。双1：2RAM用于双处理器间的高速数据交换。装置采用双保护出口机制，有效提高了装置的可靠性。保护算法在MATLAB仿真和试验中都验证了保护装置的速动性、选择性和可靠性。     

高压GIS控制及保护装置研制

针对气体绝缘封闭组合电器(GIS)智能化的要求研制了一种基于高性能32位双CPU结构的新型装置。采用数字信号处理器(DSP)TMS320VC33和ARM嵌入式处理器AT91RM9200,双口RAM用于双处理器间的高速数据交换。DSP模块通过复杂可编程逻辑器件(CPLD)完成数据测量、命令执行和保护判断等功能;ARM模块内嵌uClinux操作系统,主要完成人机接口、事故记录、启动保护出口和通信等功能;双CPU共享电压频率转换器(VFC)采集数据。详细介绍了系统的硬件、软件设计方案和抗干扰措施,采用C语言和VerilogHDL语言开发系统软件,并提供了保护算法及各个功能模块的软件结构。实验测试和现场运行结果表明该系统可靠性高、组网能力强,满足对GIS监控和保护的要求。     

基于DSP实现多边形阻抗特性最佳判据的选择

探讨了用数字信号处理器(DSP)芯片独立实现保护功能时如何选择判据实现形式。以距离保护中的多边形阻抗动作特性为例，分析了该特性用比相式、比幅式以及直接比较式3种判据分别实现时DSP的运算复杂度。指出：虽然硬件的发展为保护算法实现和选择提供了更高的冗余度，但仍然应当通过对算法实现形式的良好设计来减少对资源的不必要占用，最大限度地发挥硬件的效能，提高装置的总体可靠性水平。     

新型微机继电保护硬件平台设计

根据微机保护系统的发展趋势,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)和高级RISC微处理器(ARM)双处理器结构的数字继电保护硬件平台的设计方案,介绍了数字式继电保护硬件平台的整体结构。该方案中保护CPU采用高性能32 bit浮点DSP芯片TMS320VC33,通过现场可编程门阵列(FPGA)进行输入/输出(I/O)扩展,配合16 bit并行模拟数字转换器,完成多通道高速率采样和保护计算的任务;控制中央处理器(CPU)采用具有ARM920T核的AT91RM9200芯片,完成人机接口和各种通信功能。经过试验,证实该装置可靠。     

基于DSP28335和双ARM的太阳能光伏逆变器控制器的设计

设计了一种基于数字信号处理器28335(DSP28335)和双ARM为核心的太阳能光伏逆变器控制系统。详细地对该控制器各处理器的功能、硬件系统架构、核心硬件电路进行了介绍和分析,并基于设计的硬件系统对DSP28335的程序、系统控制以及ARM的程序进行设计。最后将其应用在试制的10k W光伏逆变器上进行实验,验证了该设计控制器的可行性。     

基于ARM+DSP的电能质量监测装置

基于电力系统,特别是低压配电系统的特点及其智能化发展趋势设计相应的电能质量监测(Power Quality Monitoring,PQM)仪器,主要完成数据采集、PQ检测和信号处理。监测单元基于ARM+FPGA+DSP的硬件架构,硬件设计在提高PQM功能的前提下,还能与电力系统中的其他智能单元协调一致工作。ARM处理器内嵌uClinux小系统,主要完成数据通信和人机交互,DSP则主要完成PQM中的检测与分析算法。FPGA简化了两个处理器的外围电路,并实现处理器之间的数据交互。软件设计中实现了程序的重新装载功能,以满足PQM的现场编程需要。装置不仅是独立的PQM,而且可以组成网络,除了能满足PQM的要求,还预留一定的硬件资源,以满足PQM扩展的需要。     

基于IEC61850的牵引变电站线路保护IED设计

依据IEC61850系列标准,建立了牵引变电站线路保护智能电子装置(IED)的对象模型;在IED功能配置的基础上,对逻辑节点进行了划分,实现了逻辑节点向IED的分配,将各逻辑节点映射到相应具体电路;采用ARM处理器设计了通信管理主板,采用DSP处理器设计了保护主板,还设计了输入、输出信号变换电路等各电路模块.在通信管理ARM主板上.以Linux-2.4.18-14内核为基础,经过适当内核优化、系统裁减,移植了集成有完整TCP/IP协议栈的嵌入式Linux操作系统.该设计为符合IEC61850标准的新型IED构建软、硬件平台,为IED的实现奠定了基础.     

基于单片双核处理器电机定子铁心检测仪设计

采用ARM与DSP单片双核处理器,基于嵌入式Linux系统研制电机铁心便携式检测仪。该系统的ARM核负责人机交互以及图形显示任务;DSP核完成数据分析以及算法处理功能。本文从硬件设计、软件开发以及系统测试等方面阐述该仪器的设计过程,从测试结果看,该系统具有人机交互性能好、数据处理速度快以及功能扩展方便等特点,可为电机铁心检测提供一定的参考与借鉴作用。     

基于DSP实现多边形阻抗特性最佳判据的选择

探讨了用数字信号处理器（DSP）芯片独立实现保护功能时如何选择判据实现形式。以距离保护中的多边形阻抗动作特性为例，分析了该特性用比相式、比幅式以及直接比较式3种判据分别实现时DSP的运算复杂度。指出：虽然硬件的发展为保护算法实现和选择提供了更高的冗余度，但仍然应当通过对算法实现形式的良好设计来减少对资源的不必要占用，最大限度地发挥硬件的效能，提高装置的总体可靠性水平。〖ＫＨ５Ｄ〗     

基于DSP和单片机双CPU结构的微机电动机保护

传统的微机保护，存在总计算速度较低和保护原理不够完善等问题。为了提高电动机保护装置的实时数据处理能力和实现较复杂的保护原理，采用数字信号处理器DSP(Digital Signal Proces-sor)负责数据计算处理和复杂保护原理的实现。简要介绍了由DSP和单片机构成的微机电动机保护装置的系统设计方案和硬件平台，并介绍了此装置的各种保护功能。单片机外围扩展电路较多，而其I／O口资源有限，因而采用了I^2C总线电路，从而较好地实现了装置监控功能。实践征明，该装置运算速度快，易实现复杂保护原理，较好地提高了保护装置性能。     

基于嵌入式开发平台的双核微机保护系统的设计

设计了以嵌入式Linux为开发平台,基于ARM9和DSP的双核架构的微机保护装置。介绍了装置的硬件结构和特点,软件部分阐述了嵌入式开发平台的构建,利用Qt软件编写图形用户界面（GUI）程序,给出了装置应用的保护原理和算法。由于采用高性能的硬件平台和嵌入式实时操作系统,装置具有功能完善、运行可靠、界面友好、易于维护等特点。     

数字式电动机保护装置的研制

介绍了装置的硬件结构、软件设计和保护方案,对电动机在运行状态下的温度模型和相应的过热保护算法进行了研究,利用数字信号处理器（DSP）高效快速的运算、处理能力实现了微机保护的智能控制。该保护装置成本低,性能好,精度高,运行稳定可靠,维护方便。     

大型变压器微机保护装置研制

结合大型变压器微机保护的开发实践,对保护系统的硬件设计、不同保护原理的综合应用以及保护软件的编程实现方法等方面进行了研究和探讨。所开发的保护装置集主、后备保护于一体,通过采用高性能的TMS320C6713DSP作为保护CPU和配备带有嵌入式Linux操作系统的ARM处理器作为管理机,满足了复杂保护的应用要求。主保护通过综合采用多种保护原理,充分发挥不同保护原理的优势,进一步提高保护的综合性能。同时,借助功能强大的硬件平台,在软件设计中采用基于"继电器"功能模块的设计方法,实现了程序的模块化和透明化,提高了软件开发效率,且易于维护和扩展功能。目前,该装置已通过静模测试和动模实验。     

基于DSP和APCI工控机的变压器保护装置

介绍了基于DSP和APCI工控机的变压器保护装置，该装置采用AT96总线结构，以数字信号处理器芯片TMS320C32－40为核心，运行速度快，可靠性高，基于强大的硬件功能，装置同时装备了几种不同原理的保护，并可通过保护控制字的投退，进行多种保护原理的组合，功能较常规微机保护有较大的提高。     

DSP主机接口在分布式电能质量监测仪中的应用

提出在分布式电能质量监测仪中采用数字信号处理器(DSP)的主机接口(HPI)实现双CPU间的通信.整个电能质量监测系统采用高级精简指令集计算机(ARM,型号S3C2410X)和DSP(型号TMS320C6713)双CPU结构的总体设计方案.文中给出了HPI的硬件连接图,介绍了在WinCE操作系统中编写HPI驱动程序的要点,给出了监刚仪使用的HPI驱动程序的接口函数HPI_Init的流程图,以及驱动程序对 S3C2410X相关寄存器的设置,最后介绍了影响HPI通信速度的因素和监测仪所采用的HPI通信规范.     

基于ARM Cotex-M3处理器的数字式继电保护测试仪的设计

数字化变电站的结构体系、通信方式和通信内容与常规的变电站相比有很大的不同,其继电保护装置所接收的信号与传统继电保护装置也有所不同,因此,对继电保护测试仪也提出了新的要求。本文介绍了基于IEC61850标准的数字式继电保护测试仪的定义和功能,并提出了一种基于ARM Cotex-M3处理器的实现方法。测试仪利用ARM Cotex-M3处理器自带的以太网控制器实现与上位机的以太网通信,采用外扩的以太网模块来完成对测试数据的打包、发送和保护动作信号的接收。测试仪所用ARM Cotex-M3处理器具有极高的运算能力和中断响应能力,并采用实时性较高的μC/OS-II作为操作系统软件,完全能够满足测试系统对实时性的要求。