电动机在工农业生产中被广泛应用,但是其高故障率对工农业生产造成巨大的经济损失。因此,在分析传统电动机保护装置不尽完善的基础上,研制功能完善、可靠性高的电动机保护装置已经成为必要。 本文在查阅了大量文献资料的基础上,介绍了微机保护的发展历史、技术特点和发展方向,结合实际科研课题,在理论联系实际的基础上,设计并实现了硬件以TMS320F206处理器为核心,软件以傅氏算法为核心的新型电动机微机保护测控系统。 文中首先运用对称分量法对电动机的三相短路、两相短路、单相接地短路和断相等常见对称和不对称故障进行了分析,在结合电动机微机保护原理的基础上,提出了可靠性高、实用性强的电动机微机保护方案。然后根据微机保护系统的快速、准确的发展趋势和DSP数字信号处理芯片的特点,设计并实现了一种DSPTMS320F206+单片机8051双CPU结构的电动机微机保护测控装置。DSP作为主CPU芯片主要完成数据采集、数据处理和保护等功能,8051作为从CPU主要完成键盘处理、液晶显示处理和通讯等人机对话功能。此双CPU结构具有并行工作、分工合作的优点,既保证了继电保护的速动性、选择性、灵敏性和可靠性,又实现了实时测量的高精度。文中对此装置硬件系统的设计进行了详细的分析,并结合对微机保护数据处理算法和电动机微机保护原理的研究,设计了保护装置的软件系统,二者都采用了模块化的结构设计方法,可移植性强。 通过对设计成的保护装置样机进行调试和分析,初步验证了系统硬件部分和软件部分设计的正确性;通过静态模拟实验,初步验证了保护装置的可靠性。
上传时间: 2013-05-29
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继电保护装置是保证电力系统安全稳定运行的重要装置之一,近几年来,随着变电站综合自动化技术的发展及其在全国变电站的推广,研究和开发集保护、测量、控制和通讯于一体的微机测控保护装置已成为各国电力部门的普遍要求。 本文首先对研究丌发的35kV线路微机测控保护装置的软硬件做了简述,介绍了本装置所采用的保护算法,并给出了保护的流程图和逻辑框图。随后介绍了我国变电站自动化通信系统中正在应用的几种常用电力远动规约,详细介绍了目前使用比较广泛的继电保护通信规约IEC 60870-5-103,对规约的应用层功能、链路传输规则、103规约三层参考模型及通讯帧格式进行了详细的分析,并给出了103规约在35kV线路微机测控保护装置上的实现,上位机软件基于Visual C++6.0编程,采用SQLServer作为数据库服务器软件。 最后,本文对装置进行了专业测试,测试结果表明,本装置能实现基本的保护功能以及实现遥控、遥信、遥测等通信功能,与传统微机保护装置相对比本装置具有测量精度高、动作迅速可靠、可以进行远程通信等优点。
上传时间: 2013-04-24
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三相电压不平衡度是衡量电网电能质量的一个重要指标。在三相系统中,引起电压不平衡的主要原因是发电机的输出电压不平衡和负载不平衡两方面,电压不平衡比较严重时,会给系统带来诸多危害。近年来,STATCOM因其动态响应速度快,电流谐波含量小,装置体积小等优点,在电压不平衡补偿中的应用越来越广。 首先本文研究了基于IGCT的STATCOM主电路。为了获得更高的输出电压,通常需要将IGCT串联使用。然而在器件串联使用时,由于其特性的差异会产生暂态电压分配不均衡,导致个别器件上产生过电压而威胁器件的安全,严重时会烧毁器件。因此需要采用均压电路来保证串联结构中电压的平均分配。本文重点对IGCT串联均压电路和缓冲电路进行了设计,在分析串联均压电路的同时,计算了吸收电容和吸收电阻的取值范围。而后,对缓冲电路进行了Pspice仿真,通过仿真验证了均压电路的工作效果。结果表明,吸收电容和吸收电阻的取值合适,能够对IGCT的串联运行起到很好的保护作用。本文还对100Kvar/660VSTATCOM的主电路进行了参数设计,对IGCT的型号和各主要元件进行了选择。 本文重点研究了不平衡系统中STATCOM的控制策略。建立了基于IGCT的STATCOM的数学模型;根据STATCOM的电流暂态模型,对电流电压进行序分解,并做D—Q坐标变换,建立STATCOM在静止坐标系下的正、负序数学模型。基于建立的负序模型,研究STATCOM在不平衡情况下的控制策略,本文采用无差拍控制方法;根据实际补偿时遇到的问题:收敛速度慢、依赖固定的负载模型、鲁棒性差等,对无差拍控制方法进行了优化设计。该优化方法在传统无差拍的基础上引入了参考电流观测器和状态观测器;文中具体设计了这个改进无差拍控制器和其相关电路。经分析与仿真验证了本文提出的优化控制方法,将该方法应用于STATCOM不平衡补偿器,取得了良好的不平衡补偿性能、快速的动态响应和良好的鲁棒性。
上传时间: 2013-06-05
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随着低压供电系统中感性负荷越来越多,电网对无功电流的需求量急剧增加,为了提高系统供电质量和供电效率,必须对电网进行无功补偿。晶闸管投切电容器(TSC)一种简单易行的补偿措施,并已得到广泛应用。但是长期以来无功补偿装置中的电容器投切开关存在功能单一、使用寿命短、开关冲击大等不足,这些不足严重制约了补偿装置的发展。因此开发大容量快速的集多种功能于一体的电子开关功率单元将是晶闸管投切电容器(TSC)技术中长期研究的主要内容,具有很高的实用价值。 首先,本文回顾了投切开关的发展历史,并指出它们存在的优点和弊端。阐述了晶闸管投切电容器(TSC)的基本工作原理及主电路的组成和实现手段。 其次,提出功率单元的概念,并介绍了它的组成、功能和作用、对功率单元各个组成部分进行研究,主要包括根据系统电压和电流选择晶闸管型号、根据TSC无过渡过程原理的分析来设计过零触发模块、利用补偿电容上的工作电压波形设计多功能卡上的工作指示电路、故障检测电路,根据TSC的保护特点将温度开关串入到控制信号和冷却风扇电路,在温度过高时起到对功率单元的保护作用。然后在理论及设计参数的基础上制造功率单元。在已有的TSC补偿装置上对功率单元的性能进行实验,实验结果表明,论文所设计功率单元能很好的实现投切电容器的作用,还实现各种保护和显示功能,提高效率和补偿效果。 最后,系统地阐述了功率单元作为集成化开关模块在无功补偿领域的优越性,并指出设计中需要完善的地方。
上传时间: 2013-07-19
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在现代电网中,随着超高压、大容量、远距离输电线路的不断增多,对电力系统的安全稳定运行提出了更高、更严格的要求。距离保护作为线路保护的基本组成部分,其工作特性对电力系统的安全稳定运行有着直接和重要的影响。为了适应现代超高压电网稳定运行的要求,微机保护装置在硬件和软件上都提出了越来越高的要求。 高速数字信号处理芯片(DSP)技术的发展,为开发一种速度快、处理能力强的微机保护系统奠定了基础。在这样的背景下,我们采用DSP芯片和ARM处理器,设计了一个并列式双处理器微机保护系统。该系统采用一个DSP芯片负责控制数据采集、采样数据处理,实现保护功能。ARM微处理器承担人机接口管理,通过串行通信方式实现与DSP端口之间的数据通信,丰富的通讯接口,使得与上位机的通讯、下载程序定值灵活方便。新的微机保护装置不断推出,投入运行的微机保护装置不允许用来进行试验、培训,该装置还可作为试验教学系统,供学生学习认识微机保护装置的内部结构,并可自行设计保护算法、编制程序,通过上位机下载到实验装置,完成相应保护功能的测试。 本文实现了微机保护方案的整体软硬件设计,内容包括DSP2812微处理器芯片,ARM7微处理器LPC2220芯片,开关量输入/输出电路、数据采集电路、通讯和网络接口电路、人机界面的显示板电路,文中对各部分电路的功能、特点以及器件的选择、引脚连接进行了详细介绍。系统采用模块化设计,采用双CPU并行处理模式,针对基于LPC2220微处理器的监控管理系统,完成了最小系统设计,详细完成了启动电路的设计。 本文初步设计了人机操作界面,给出了软件设计的流程图,将实时操作系统μC/OS-Ⅱ与模块化硬件设计相结合,共同构成一个可以重复利用的软硬件数字系统平台,除了可以最大限度地提高开发的效率、减少资源的浪费外,还可以通过长期对于该平台的研究,逐步优化平台软硬件资源,提高其性能,并满足日益复杂的应用需求。
上传时间: 2013-04-24
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船载航行数据记录仪(VDR)是一种记录船舶航行状态及操作信息的装置,对加强船舶的海上航行安全以及事故分析起到了极为重要的作用。VDR的大量数据需要进行快速可靠的最终存储,这些数据是分析事故的关键依据。因此,研发功能可靠的VDR数据存储终端——数据保护容器PDC(ProtectiveData Containor),成为航行数据记录仪研究的重要组成部分。 嵌入式Linux操作系统的内核高效稳定,易于定制,尤其是其源代码的开放性及资料的丰富性,使其成为目前嵌入式系统开发者的首选。而同样开源的Samba软件遵守与Microsoft和IBM的操作系统相同的SMB协议,可将类UNIX主机伪装成Windows服务器,提供共享共享服务。将PDC作为Samba服务器,能提供稳定的数据存储和共享服务,以太网上的VDR主机不需要任何附加的软件就可以访问PDC中保存的数据。 本文致力于构建基于嵌入式Linux的网络存储与共享平台,为开发接口统一的多用途保护容器提供技术。首先介绍了课题研究的背景和意义,接着深入的剖析了PDC系统的软硬件需求。并根据系统需求设置系统硬件系统,为之后的Samba服务器的构建提供平台。接着深入的分析了嵌入式Linux操作系统原理和优势,构建Linux系统开发平台,为Samba服务器配置搭建平台。然后以PDC为需求背景,给出了详细的Samba服务器的实现方案。最后简要介绍了Linux驱动程序设计开发。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:zhengjian
深入研究了我国10kV配电网特点和馈线自动化技术,设计了以基于FTU和电力线载波通信的集中式保护为主、基于FTU的重合闸保护为辅的馈线自动化方案,不论通信是否正常,都能实现线路故障区段的自动隔离和非故障区段的供电恢复,设计并制作了基于ARM的馈线自动化终端硬件,实现了FTU主要的软件功能,并对FTU所处恶劣环境中几种典型的干扰的产生机理和频谱特性进行了分析,在硬件和软件方面采取了必要的抗干扰措施来提高FTU的可靠性,最后在实验室和10kV现场进行了实验和测试,结果表明所研制的FTU达到了预期的要求。
上传时间: 2013-05-25
上传用户:上善若水
数字信息在有噪声的信道中传输时,受到噪声的影响,误码总是不可避免的。根据香农信息理论,只要使Es/N0足够大,就可以达到任意小的误码率。采用差错控制编码,即信道编码技术,可以在一定的Es/N0条件下有效地降低误码率。按照对信息元处理方式不同,信道编码分为分组码与卷积码两类。卷积码的k0和n0较小,实现最佳译码与准最佳译码更加容易。卷积码运用广泛,被ITU选入第三代移动通信系统,作为包括WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA在内的信道编码的标准方案。 本文研究了CDMA2000业务通道中的帧结构,对CDMA2000系统中的卷积码特性及维特比译码的性能限进行了分析,并基于MATLAB平台做了相应的译码性能仿真。我们设计了一种可用于CDMA2000通信系统的通用、高速维特比译码器。该译码器在设计上具有以下创新之处:(1)采用通用码表结构,支持可变码率;帧控制模块和频率控制器模块的设计中采用计数器、定时器等器件实现了可变帧长、可变数据速率的数据帧处理方式。(2)结合流水线结构思想,利用四个ACS模块并行运行,加快数据处理速度;在ACS模块中,将路径度量值存贮器的存储结构进行优化,防止数据读写的阻塞,缩短存储器读写时间,使译码器的处理速度更快。(3)为了防止路径度量值和幸存路径长度的溢出,提出了保护处理策略。我们还将设计结果在APEXEP20K30E芯片上进行了硬件实现。该译码器芯片具有可变的码率和帧长处理能力,可以运行于40MHZ系统时钟下,内部最高译码速度可达625kbps。本文所提出的维特比译码器硬件结构具有很强的通用性和高速性,可以方便地应用于CDMA2000移动通信系统。
上传时间: 2013-06-24
上传用户:lingduhanya
矿用隔爆馈电开关是煤矿井下配电系统的关键设备,作为配电开关,用于含有瓦斯或煤尘等爆炸危险环境的矿井中,控制和保护低压供电网络。其性能好坏直接影响着煤矿井下的生产安全和生产效率,而目前国内馈电开关普遍存在集成度低、可靠性差、智能监控水平低等缺点。 本课题将嵌入式网络控制系统应用到馈电开关中,通过对矿山供电系统工作原理、真空馈电开关工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210为处理器、ARM7为内核)嵌入式网络控制系统的研究,实现了总体网络拓扑结构的设计和智能馈电开关控制系统硬件电路的设计;通过对嵌入式实时操作系统的移植、嵌入式TCP/IP协议栈的实现和移植以及基于C/S模式下的套接字编程等的研究和分析,完成了监控主机与嵌入式系统的通信软件和保护控制算法的应用程序的编写,从而实现了矿井地面监控主机与井下嵌入式系统馈电开关的快速通信,解决了地面监控主机对井下馈电回路及电气开关的远程智能监控的难题,最终设计出一套集实时保护控制和远程监控功能于一身的智能型馈电开关网络控制系统。 实验结果表明:在嵌入式系统端的通信软件和监控主机端的通信软件的驱动下,实现了嵌入式系统与监控主机的快速远程通信,通信速度快、可靠性高、可视化效果好,完全满足了监控系统的快速通信要求。 本课题的研究成果为工业控制领域提供了一个开放式、全分布、可互操作性的通信控制平台,为提高煤矿井下设备的远程智能监控水平和安全操控系数提供了新的解决方法,为地面监控系统实现更大规模、更深层次地对井下电气设备的集中控制、分散管理奠定了理论和实践基础。
上传时间: 2013-06-25
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随着我国信息化发展进程加快,信息化覆盖面扩大,信息安全问题也就随之增多,其影响和后果也更加广泛和严重。同时,信息安全及其对经济发展、国家安全和社会稳定的重大影响,正日益突出地显现出来,受到越来越多的关注。在和平年代,通过对信息载体进行大规模的物理破坏,从而达到危害信息安全的目的,在一定程度上是行不通的。然而,在信息安全的角力上,破坏者从来都没有放弃过,他们把目标对准了信息载体中的数据,由于数据的易失性,计算机数据成为信息安全中的最大隐患,同时也是破坏信息安全的一个突破口。 本文提出研制硬盘加密卡的主要目的是为了防止对计算机数据的窃取,保护硬盘中的数据。破坏者在得到硬盘后,也不能够得到硬盘中的数据,从而达到保护信息安全的目的。加密卡提供两个符合ATA-6标准的接口,串接在主板IDE接口和硬盘之间。存储在硬盘上的数据,是经过加密以后的加密数据;从硬盘上读出的数据,必须经过该卡的解密才可被正常使用,否则只是一堆乱码。加密卡采用FPGA技术实现IDE接口和加密算法,以减小加解密带来的速度上的影响。 论文的工作重点主要有以下几个方面的内容:FPGA及VHDL语言的研究,ATA协议标准研究及IDE接口的FPGA实现。论文对ATA协议做了细致的研究,分析了硬盘接口的工作机制以及主机与硬盘之间的通信协议,并在此基础上,重点研究了用FPGA的编程功能来实现一个计算机硬件底层接口协议的方法,详细介绍了芯片的内部框图及FPGA的软件流程图,提出了在实现过程中应注意的要点,最终用FPGA构建了一个双向IDE硬盘通道,实现了两套符合ATA-6规范的IDE接口。
上传时间: 2013-08-02
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