技術天地
基于雙工控機的微機繼電保護測試儀研究與實現
發布日期：2021-04-19 點擊：3626次
摘要： 隨著微機繼電保護在我國電力系統中的廣泛應用，作為繼電保護裝置性能、質量的重要評定手段的四方國瑞電力|繼電保護測試技術也快速發展。傳統的模擬式測試技術已經不能滿足現場需求，以計算機技術、微電子技術等先進技術為基礎的微機繼電保護測試裝置的成為繼電保護測試技術新的發展方向。
在查閱了國內外相關文獻資料并研究分析我國繼電保護測試技術的發展歷程與研究現狀的基礎上，結合當前繼電保護測試技術的發展趨勢，本文研制了一種基于雙工控機+串口通信的新一代繼電保護測試儀，該測試裝置以嵌入式系統作為用戶交互和數字信號處理的平臺，較傳統的微機+單片機結構，在運算速度和輸出精度上有了很大的提升。該測試裝置體積小巧，性能優越，擁有友好的用戶界面和完善的測試功能，便于維護和升級，具有廣闊的應用前景。
全文首先簡要介紹了繼電保護測試技術，在研究了繼電保護測試裝置的發展歷程以及國內外研究現狀，結合當前主流的設計思路及同類產品性能的基礎上，提出了基于雙工控機+串口通信的微機繼電保護測試裝置的設計方案，并介紹該方案具有的性能特點和技術參數。接著，本文研究了雙工控機架構下的系統硬件結構，對上位機、下位機、復雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）的連接原理、數模轉換電路、開關量輸入輸出電路進行詳細分析與設計。緊接著，本文分析了該系統的軟件結構，研究了Windows系統下利用微軟基礎類庫(Microsoft Foundation Classes，MFC)編寫主測試軟件中關鍵技術的實現方案；對下位機軟件的多文檔C語言程序，提出并實現了模塊化結構的思想，通過實際代碼分析了數字波形的計算和開關量的采集。隨后，制定本系統上位機和下位機之間的串口通信協議，并研究其編程實現。本文還研究了CPLD器件的的邏輯功能，采用超高速集成電路硬件描述語言（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，VHDL）編程實現，并通過MAX plusⅡ仿真驗證程序結果。論文的最后，作者對該保護測試裝置現階段存在的不足做了說明，并給出了進一步設計開發的發展方向。
