基于FPGA的輸電線路行波故障定位裝置的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、在電力系統(tǒng)中，輸電線路是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，其故障直接威脅到電力系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，快速準(zhǔn)確定位出故障發(fā)生地點(diǎn)并進(jìn)行故障排除是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施。針對這個問題，國內(nèi)外已研制出多部行波故障測距裝置并投入使用，獲得了良好的結(jié)果?，F(xiàn)在FPGA芯片的發(fā)展和小波變換信號處理技術(shù)將更加推進(jìn)相關(guān)裝置的研究。
　　本論文主要完成基于 FPGA的行波故障定位裝置的硬件調(diào)試與 FPGA硬件邏輯設(shè)計(jì)。其中包括裝置內(nèi)部所用硬件的

2、調(diào)試、FPGA芯片模塊總體框架、裝置運(yùn)行的總體流程和各個功能模塊的實(shí)現(xiàn)。行波故障測距裝置硬件有AD采集卡、FPGA芯片、SDRAM芯片、USB和LAN；各個功能模塊使用Verilog HDL硬件語言編寫，包括AD采樣模塊、小波濾波器模塊、SDRAM存儲模塊和故障測距模塊等。裝置前端為AD采樣模塊，完成行波故障信號的快速、準(zhǔn)確采集。小波濾波器模塊對AD采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，濾波系數(shù)為小波系數(shù)。小波濾波器采用FIR編譯器的 IP核設(shè)計(jì)，具有

3、穩(wěn)定性、靈活性且方便移植。故障測距模塊通過閾值法提取行波波峰，故障距離算法采用單端法。SDRAM模塊用于控制存儲的行波數(shù)據(jù)，在用戶需求時可以將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)。本文最后建立MATLAB輸電線路故障仿真模型輸出故障信號模擬量，再對整個裝置進(jìn)行 SignalTapII仿真，測試其計(jì)算故障距離結(jié)果。通過驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)的行波故障測距裝置可以有效實(shí)現(xiàn)單端法故障測距，符合工程實(shí)際需求。
　　此外，本論文設(shè)計(jì)的行波故障測距裝置硬件方面具有2個S