一種智能總線在繼電保護(hù)裝置中應(yīng)用的研究.pdf

1、在發(fā)電廠和廠用變電站中都廣泛應(yīng)用著繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)裝置。目前的繼電保護(hù)裝置存在著平臺(tái)不統(tǒng)一的局面，隨著電力系統(tǒng)用戶對(duì)裝置可操作性要求的不斷提高，需要設(shè)計(jì)統(tǒng)一的繼電保護(hù)裝置平臺(tái)。由于電廠所需要的繼電保護(hù)裝置存在著電壓等級(jí)跨度大，保護(hù)元件的復(fù)雜程度不一樣的情況，這就需要平臺(tái)的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)配置靈活化的特點(diǎn)。并且隨著數(shù)字化保護(hù)裝置的研究，電子式互感器和光學(xué)互感器的使用，以及IEC61850規(guī)約的接入，保護(hù)裝置內(nèi)交互的數(shù)據(jù)信息量急劇增大，這就要

2、求繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸信息量大而且速度要求很高，在這些需求下，裝置內(nèi)部高速智能總線的研究和應(yīng)用就顯得十分必要。
　　本文通過對(duì)幾種現(xiàn)在常用的內(nèi)部總線進(jìn)行了分析與比較，說明了這些內(nèi)部總線在當(dāng)前大信息量和通用性要求下，不能很好的適應(yīng)繼電保護(hù)裝置應(yīng)用的需求。接著，本文對(duì)LVDS總線的特點(diǎn)進(jìn)行分析。LVDS(low voltage differential signaling)，即低電壓差分信號(hào)傳輸技術(shù)，它為信號(hào)的傳輸提供了一種低電

3、壓擺幅的高速率差分信號(hào)，電壓擺幅只有±350 mV，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速的傳輸;同時(shí)傳輸?shù)墓β氏拇鬄榻档?。其傳輸?shù)淖罡邤?shù)據(jù)速率可以達(dá)到3.125Gbps，是一種非常理想的數(shù)據(jù)傳輸總線。但是，針對(duì)繼電保護(hù)及其自動(dòng)裝置所使用的系統(tǒng)總線的高速率、多點(diǎn)、負(fù)載多變等的需求，傳統(tǒng)的LVDS電平因驅(qū)動(dòng)能力低，因而無法勝任這一需求，但是其延伸電平的BLVDS總線將驅(qū)動(dòng)電流增強(qiáng)到了10-12mA，這意味著其驅(qū)動(dòng)負(fù)載能夠達(dá)到達(dá)30歐姆，與此同時(shí)BLVDS總線

4、還具有噪聲低和支持接插件熱插拔的功能。所以BLVDS是繼電保護(hù)及其自動(dòng)裝置系統(tǒng)高速總線的理想選擇。通過上述分析，本文最終確定選擇BLVDS總線進(jìn)作為繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部總線。
　　繼而對(duì)基于BLVDS智能總線進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，選取合適的FPGA芯片，構(gòu)建BLVDS總線，并且設(shè)計(jì)出掛在總線上的各個(gè)功能模塊，包含CPU，AC，DI，DO等。并且通過軟件設(shè)計(jì)完成各自的功能。
　　在平臺(tái)初步完成設(shè)計(jì)后，本文通過設(shè)計(jì)基于該平臺(tái)的自動(dòng)準(zhǔn)同期裝