● 摘要
随着电力事业的快速发展,各种新型电器广泛应用于生产、生活,在给人们带来巨大便利的同时,也加深人们对电的依赖性。这就要求电力供应部门提供安全、经济、可靠和高质量的电力。配电自动化系统正是为解决电网供电质量和供电可靠性问题提出的。作为配电自动化的核心设备—配电终端,它将直接影响到整个系统的可靠性和自动化水平。针对目前配电终端硬件功能集成和网络化实现的不足,本文提出一种新型智能配电终端的工程实现技术方案。在该总体方案设计中,提出以“单片机+FPGA”的体系结构实施对配电终端的系统集成化设计,同时把无功补偿控制模块和以太网通信模块嵌入其中,实现在不同条件下对现场配变的监控功能。本文对基于“单片机+FPGA”体系结构的硬件设计及实现进行详细介绍,并通过硬件板级调试进一步验证该体系结构的正确性。在此基础上,完成整个配电终端的硬件设计及调试,同时设计实验方案进行测试。其中,利用无功补偿控制模块对断路器进行同步投切操作,并实现同步投切分散性基本保持在±1ms以内。此外,在网络实验中,成功完成Ping测试、TCP连接测试及远程开关控制功能。实验结果表明,配电终端运行良好,能完成预定的各项功能。其次,详细介绍了配变系统应用软件即上位机监控软件和下位机软件。上位机监控软件用Visual C++6.0编制,完成对现场配变运行状态的本地或远程监控,并提供给用户直观的操作界面。下位机软件用KeilC51编制,完成对三相电压、电流的测量及相关电参量的计算,同步投切算法的实现、遥信/遥控信号的检测和控制、故障信号的闭锁及相应处理并最终完成精简TCP/IP协议栈在单片机中的实现。文中提供的实验数据及测量结果能够准确反映该智能配电终端的设计要求。而且其中一些技术已应用于多个工程项目中,其效果在实验室调试和试运行中也得到了证明。
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