基于DSP的电力综合保护测控装置的抗干扰设计
利用DSP处理器研制电力保护装置
利用DSP处理器研制电力保护装置摘要研究当前国内微机保护装置，并认真分析供电公司内现有的以80C196为控制器的电力保护装置的基础上，设计一种集成性更强，功能更强大的基于DSP的电力保护装置。
关键词电力；保护装置；DSP处理器1继电保护的发展概况继电保护技术以其性能稳定、功能强大等独特的优点在电力系统自动化的发展中占有举足轻重的位置，而电力系统的飞速发展又不断对继电保护提出新的要求。
70年代初期，微型计算机技术的重大突破带动了微机型继电保护的研究高潮，我国计算机继电保护的研究，虽然起步较晚，但进步很快，并卓有成效。
时至今日，微机保护技术已在我国取得了很大的成功，并成为继电保护技术发展的不可逆转的潮流和趋势。
在我国，微机继电保护的发展大体上经历了以下几个阶段：1）第一阶段以单CPU的硬件结构为主，数据采集系统由逐次逼近式A/D 模数转换器构成，硬件及软件的设计符合“四统一”设计标准，其代表产品为微机高压轴电线路保护装置。
2）第二阶段以多单片机构成的多CPU硬件结构为主，数据采集系统为电压频率转换原理的计数式数据采集系统，硬件软件的设计吸取了第一代微机保护装置成功运行经验，利用多CPU的特点，强化了自检和互检功能，使硬件故障可以定位，对保护的跳闸出口回路，具有完善的抗干扰措施以及防止拒动与误动的措施。
3）第三阶段以高性能的16位单片机构成的硬件结构为主，具有总线不需引出芯片，电路简单的特点，抗干扰性能进一步加强，并且完善了通信功能，为实现变电站自动化提供了方便。
2继电保护的趋势展望继电保护技术未来的发展趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断进步。
现在以32位数字信号处理器（DSP）为基础的保护、控制、测量一体化微机装置已经研制成功并广泛地投入使用。
采用32位微机芯片不仅仅在精度上有很大的提高，更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出接口。
基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制研究
基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制研究电气工程的发展已经渗透到我们的日常生活中的方方面面，特别是电力系统在现代社会中扮演着至关重要的角色。
为了实现电力系统的高可靠性和高效率运行，研究人员不断努力探索新的检测与控制技术。
在这个过程中，数字信号处理（DSP）技术的应用引起了人们的广泛关注。
本文将围绕着基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制进行研究，探讨其原理、应用及挑战。
一、DSP技术在电力系统中的基本原理DSP技术是数字信号处理的缩写，其基本原理是将连续的模拟信号通过采样和量化转换为离散的数字信号，然后利用数学算法对数字信号进行处理和分析。
在电力系统中，DSP技术可以应用于信号检测、滤波、谐波分析、故障检测等方面。
首先，DSP技术可以用于电力系统中的信号检测。
通过采集电力系统中的信号，并将其转化为数字信号进行处理，可以实现对电力系统中各种参数的准确测量。
例如，可以通过采集电流信号，计算功率因数，从而实现对电能的准确计量。
其次，DSP技术在电力系统中的滤波应用十分重要。
在电力系统中，各种干扰和谐波是常见的问题。
DSP技术可以利用数字滤波器对信号进行滤波，去除噪声和谐波的干扰，提高系统的可靠性。
另外，DSP技术还可以在电力系统中进行谐波分析。
通过采集电力系统中的电压和电流信号，并利用离散傅里叶变换等数学算法，可以准确地分析电力系统中的谐波情况，找出谐波源，并采取相应的补偿措施。
最后，DSP技术还可以应用于电力系统中的故障检测。
通过检测电力系统中异常的电流、电压等信号，利用自适应滤波、小波变换等数学算法，可以实时监测电力系统中的故障，提高系统的可靠性和安全性。
二、基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制的应用基于DSP技术的电气工程电力系统检测与控制在实际应用中有着广泛的应用。
例如，在电力系统的保护装置中，DSP技术被广泛应用于电流、电压的测量和故障检测，可以实时监测电力系统中的故障，并迅速采取措施进行切除，保护电力系统的安全运行。
基于DSP配电与综合测控装置数据高精度处理方法
基于DSP的配电与综合测控装置数据高精度处理方法探究【摘要】进行配电以及综合测控装置的数据高精度处理方法的研究与分析，对于提高电网配电系统电能质量，保证电力电网系统的安全稳定运行有着积极的作用。
本文主要从基于dsp的配电与综合测控装置与该装置的数据计算方法、测量数据高精度处理方法等方面，对于基于dsp的配电以及综合测控装置数据高精度处理方法进行分析研究。
【关键词】dsp；配电系统；综合测控装置；数据测量；精确度；处理方法随着电力事业的发展与现代信息技术不断进步，电力工程与电网建设中，对于电力电子装置与电气设备的应用越来越广泛，这一定程度上给电力电网的运行环境造成了污染，甚至造成电网电能质量呈现日益下降情况，影响了电力电网事业的正常发展进步。
基于dsp 的配电以及综合测控装置，在实际应用中不仅可以进行电网运行质量的监测，同时能够实现对于电网运行中的动态无功功率进行补偿，以提高电网运行中的电能的质量，促进电力事业的发展进步。
1、基于dsp的配电与综合测控装置基于dsp配电以及综合测控装置是一种新型的测控装置，它在实际应用中不仅可以实现对于电网运行质量的监测控制，还能够对于电网运行中的动态无功电功率进行补偿运行，对于电网电能运行质量有很大的保护作用。
基于dsp配电以及综合测控装置在进行电网监测应用中，具有配电与电能参数监测、数据远程通信传输以及动态无功功率补偿等功能作用，应用十分广泛。
此外，该装置设备在进行电网运行监测中，主要是通过具有高速运算功能的dsp系统，对于电网的运行情况进行监测实现，而且由于测控装置内部的硬件设备电路设置简单可靠，使得该测控装置还具有测控应用简便、维护方便等特点。
在进行电网运行质量的监测应用中，由于电网运行环境中存在有较多的电磁谐波、噪声等监测干扰因素，容易对基于dsp的配电以及综合测控装置的监测精准度造成很大的影响，从而影响电网运行中的电能质量，不利于电力事业的发展进步。
2、数据计算方法改进分析应用基于dsp配电以及综合测控装置进行电网运行监测中，该装置对于电网运行质量的监测与控制，主要是通过装置设备对于电网运行数据的收集以及计算、处理，最后根据处理后的数据信息，对于电网的运行情况进行监测控制实现。
基于DSP的变压器继电保护测控装置设计
基于DSP的变压器继电保护测控装置设计摘要：针对变压器常见的故障与运行要求，本论文对变压器继电保护测控装置进行了分析设计，首先探讨了继电保护测控装置的功能设计和面向变压器的测控保护装置的功能要求，在此基础上给出了测控装置的硬件系统架构方案，并详细讨论了抗干扰模块的实现，对于进一步提高变压器的安全可靠运行具有一定借鉴和指导意义。
关键词：DSP；变压器；继电保护；测控装置1引言目前，电力自动化的应用可以分为变电站自动化、调度自动化、配电自动化、电能计量自动化和电力市场等。
03年以来，我国的电力供应紧张，根据国家电网的统计，电力自动化行业呈现不断增长的趋势。
由此，继电保护产品的需求也急剧增长，而且对于继电保护产品的性能、新技术的应用等方面也提出了更高的要求。
而变压器是电力系统自动化控制设备中普遍使用的一款电气设备，变压器的继电测控保护对于电力系统的安全可靠运行具有重要意义。
本论文主要借助于新型的DSP处理芯片，对基于DSP的变压器继电保护测控装置进行设计研究，以期从中能够找到合理可靠的变压器继电测控保护装置应用，并以此和广大同行分享。
2继电保护测控装置总体设计(1) 继电保护装置的功能设计①自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，并保证其它无故障元件迅速恢复正常运行。
②反应电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动地进行调整或将那些继续运行会引起事故的电气元件予以切除。
反应不正常运行情况的继电保护装置允许带有一定的延时动作。
③继电保护装置还可以和电力系统中其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
综上所述，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性。
继电保护装置是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全和可靠运行的重要技术措施之一。
基于DSP的矿用智能综合保护器的设计
基于DSP 的矿用智能综合保护器的设计1 引言矿井高压反馈电开关是井下电力系统的重要控制装置，其性能的好坏对煤矿井下供电的可靠性和安全性及劳动生产率影响极大，而影响其性能的主要因素是选择性漏电保护的可靠性和选择性。
煤矿井下供电系统发生漏电故障后，其参数特征与系统结构，负载因素等有关。
在目前使用的选择性漏电保护装置中，多以容性电流或五次谐波为选线依据，但是当系统采取电容电流补偿措施或系统中具有大功率谐波源而采取滤波措施后，上述选线方案将失去正确选线功能，造成误判，严重影响供电的可靠性、安全性和生产的正常进行。
针对上述存在的问题，我们在对矿山电力系统进行分析的基础上，设计了一种对电力系统结构适应性强的基于有功功率选线的矿用智能综合保护器。
在该装置的设计过程中我们对影响漏电保护性能的其他因素也给予了充分的考虑，如在电磁兼容性方面，采用了有源滤波电路滤出信号中的谐波分量，电源滤波器滤出电源通道的电磁干扰信号，同时使用数字移相的方法克服由互感器角误差产生的影响。
该装置具有选择性漏电保护、过载保护、过流保护和绝缘监视功能。
2 矿用开关智能综合保护器的设计原理 2.1 矿用开关智能综合保护器理论分析对于中性点不接地系统，发生单相漏电故障时的系统模型如图2-1所示。
在图2-1所示的系统中，当A 相发生单相漏电故障时，会在中性点产生零序电压，在零序电压的作用下，系统中会产生零序电流。
根据零序电流的特征分析，可得出非故障线路具有正有功功率和容性无功功率，而故障线路具有负有功功率和感性无功功率。
故障电流中含有有功分量，非故障线路和消弧线圈产生的有功分量方向相同且都经过故障点返回，因此利用故障线路有功分量比非故障线路有功分量大且方向相反的特点可选出故障线路。
从零序电流与零序电压的相位上看，非故障线路的i I 0 超前iU 0 0~90°，而故障线路的i I 0 滞后iU 0 90°~180°零序电流的比相范围从原有的90°扩大到180°创造了更好的选线条件。
基于DSP的电力参数高精度测量装置的设计
信等 技术 的飞速 发展 ， 电能 质量 监测 势 必会 朝着 智能 化 、 数字 化和 网络 化 的方 向发展 ＿ 。 】 ］
顺 应 电能 质量 监 测 的 发 展 新 趋 势 ， 数 字 信 号 处 理 技 术 为 核 心 ， 用 快 速 傅 里 叶 变 换 （ ａ ｔＦ ｕｉｒ 以 采 Ｆ ｓ ｏ ｒ ｅ Ｔｒｎ ｆｒ Ｆ Ｔ） 法 程序 进行 数据 处理 ， 高采 样数 据 的计算 效 率 ， 电能质量 监测 符合 当今 技术 发 展 的 ａ ｓｏｍ， Ｆ 算 提 使
关 键 词 ：ＤＳ Ｐ；ＦＦ Ｔ；谐 波 分 析 ；同步 采 样 中图分类号 ： ＴＭ９ ３ ２ ３ ． 文献标志码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ Ｐ— ｓ ｄ Ｅｌ ｃ ｒｃ Ｐａ ａ ｔ ｒ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｎ ｖ ｃ ｆ Ｈｉ ｈ Ｐｒ ｃ ｓｏ ｓｇ ｆＤＳ Ｂａ ｅ ｅ ｔ ｉ ｒ ｍｅ ｅ ａ ｕ ｉ ｇ Ｄｅ ｉ ｅ ｏ ｇ ｅ ｉｉ ｎ
文 章 编 号 ：６ ４５ ４ （ ０ ２ ０ — ０ ９０ １ ７ —９ ９ ２ １ ） ２０ ６ —５
基 于 ＤＳ Ｐ的 电力 参数 高精 度 测 量 装 置 的设计
贝 兆或 ， 陈 鸣好
（ 海船 舶运 输科 学研 究所 军品 分 所 ，上 海 ２ ０ ３ ） 上 ０ １ ５
摘
要 ： 了能够准确 、 为 高速 地 测 量 和 采 集 各 种 电力 参 数 ， 以数 字 信 号 处 理 技 术 为 核 心 ， 用 快 速 傅 里 叶 变 换 算 法 利
设 计 研 发 了一 套 电压 电 流信 号 处 理 装 置 。该 装 置 可 实 现 对船 舶 电 站 的 电压 、 电流 、 率 、 功 功 率 、 功 功 率 、 率 频 有 无 功
TLP631系列DSP微机综合保护测控装置
TLP631系列DSP微机综合保护测控装置一、概述TLP631 系列DSP微机综合保护测控装置是集最新的DSP数字信号处理技术、计算机技术、应用电子技术、电力自动化技术、通讯技术等多种高新技术为一体的新一代高端DSP变电站自动化产品。
它具有保护、测量、控制、监测、通讯等多种功能，是电力系统自动化的基础硬件装置，同时也是构成智能化开关柜的理想电器元件。
该装置不仅功能强大、配置灵活、界面友好、使用维护方便，而且装置的抗干扰性极强，性能稳定可靠，可广泛应用于110KV及以下电压等级的变电站自动化系统中。
二、产品特点1、采用德州仪器公司的32位浮点DSP处理器，16位A/D采样，每周波采样96点，谐波处理能力强、计算速度快、精度高，测量精度达到0.2级，保护精度达到1.5级,无延时保护出口时间达到25ms以内；2、保护状态通过面板LED指示灯指示，一目了然，简单实用；3、具有极高可靠性。
元件采用工业级CMOS芯片，在机箱设计、电源设计、电路设计上总体考虑电磁兼容性，具有极强的抗干扰能力。
4、保护和测量完全分开设计，独立采集运算，这样既可提高测量精度，又可保证保护动作的可靠性；5、整个保护装置结构采用后插拔式结构，各插件采用可锁接头，避免了接插不良，同时方便运行维护，更换时间短，缩短故障停电时间；6、友好的人机界面，全中文傻瓜式菜单，可同屏显示保护测控对象接线图形、开关状态、测量数据、保护定值及事件记录信息；7、具有16路开入、9路开出，开入量可自由定义，有源/无源开入可直接接入，有源触点不需要经光隔离端子，给用户节约了成本；8、具有双通讯口，两个通讯口相互独立，可支持双网通讯，提高了通讯可靠性；9、具有事件记录功能。
可记录180条事件，自动记录事件发生的时间、类型及动作值。
事件记录分辨率小于1ms,操作事件、告警事件、故障事件分别独立记录，方便查询和管理，并且掉电不丢失；10、完善的自检体系，包括对RAM 、ROM 、RELAY 、AD 通道、定值及测量通道进行检测；11、具有完整的操作回路，设置独立的保护、遥控出口，使得权责分明。
DSP控制电机中减少电磁干扰的几项技术
图2.固定20KHZPWM载波信号的FFT
图3.具有+/-2KHZ的随意噪音调制信号的20KHZ PWM载波信号的FFT
在许多应用程序中输出电压是分数(Q15)换算到最大的正/负输出电压，一三相输出的PWM，是相电压U(a)，U(b)，U(c)在一正弦PWM或者是空间矢量PWM电压情况下，由2个差60度正分数矢量U(x)，U(X+60)和矢量旋转方向来表现的。在逆时针旋转情况下由U(x)来决定的，在顺时针旋转情况下由U(x+60)来决定的。两个PWM模式的分电压u(a)，U(b)，U(c)或U(x)，U(x+60)须相乘，以此得到相应的PWM占空比。因此，在更新PWM的比较值时，摇摆PWM时期不要增加任何系统操作!
PWM模式
在电机控制领域中，我们常用三个典型的PWM模式（不对称PWM，对称和空间矢量PWM），三个典型的PWM模式在电磁干扰方面会有不同的影响。
对不对称PWM来说，3相H桥的三个开关是同时被打开，且根据占空比来关闭。对称PWM的打开和关闭与PWM的半个周期是有对称关系的，因此三相交换几乎不发生在同一时间。这种方式来减少电磁干扰是与dU/dt和dI/dt有关的，这与不对称PWM相比有66%的近似。在使用正弦波时，两种模式最小的H桥连接电压UDC具有有效的电机电压功能，其数值可根据下式求出：
电源
当一CMOS反向换流器在改变输出状态时，两晶闸管会有一段很短的时间同时导通。这会使电流增长很快，导致在电源线路上出现电流尖峰。这引起一段或长或短的电源线路的短路，这被证实是产生电磁干扰的一个重要原因。 减弱电源电压的波动，使其接近一100nF瓷旁路电容器的供应，是十分有效的。然而，由于电路的寄生成分，例如集成和电源线路的阻抗，旁路电容器是不能有效减少电流峰值的，因此也不能减少辐射干扰。为了抑制这些电流尖峰（至少在电源线路上）使其不扩展到其他部位，我们用一个方法可以做到，就是在极间耦合电容器和电源线路之间增加一个感应线圈LH，。LH应接近TMS320F24X DSP芯片，以方便干扰被抑制。
基于dsp电力谐波测量装置的设计
基于dsp电力谐波测量装置的设计电力谐波是指在电力系统中，电流和电压的频率不满足整倍频关系，而产生的一系列频率与基波频率不同的谐波信号。
其产生的原因主要是由于电力负载的非线性特性所引起，如电弧炉、电机、充电器等负载都可能产生谐波，这对电力系统造成了很多的问题，如加剧了设备损坏、降低了电能的传输效率、影响了电力系统的稳定性、对供电电网造成了干扰等。
因此，在电力工程中，对谐波进行监测和调节是非常重要的。
由于谐波信号的频率非常高，因此需要使用高精度和高速度的测量装置进行监测。
在本文中，我将介绍一种基于DSP（数字信号处理器）的电力谐波测量装置的设计。
一、装置设计该装置由多个模块组成，包括采样模块、模数转换（ADC）模块、DSP 处理模块、数字滤波模块、数据存储模块、数字显示模块等。
1.采样模块采样模块主要是用于采样谐波信号，实现将电压或电流转化为数字信号的过程。
采用的是高速度采样技术，即在一个周期内进行多次采样，取平均值作为该周期的采样值。
采样频率需满足Nyquist采样定理的要求，即采样频率需高于信号最高频率的两倍。
2.模数转换（ADC）模块ADC模块主要用于将采样模块采集到的模拟信号转换为数字信号，是数字信号处理过程中的关键模块。
在我们的设计中，采用的是12位的高精度ADC芯片，具有较高的分辨率，能够准确地反映出电压或电流的大小。
3.DSP处理模块DSP处理模块是整个测量装置的核心部分，用于对数字信号进行处理和分析。
在我们的设计中，采用的是高性能的TMS320F2812型号DSP芯片，该芯片拥有高速的运算和复杂计算能力，能够有效地处理谐波信号。
通过在DSP处理模块中运用计算机算法和数字信号处理技术，对采样模块采集到的数据进行处理，得到电力谐波的频率和功率。
4.数字滤波模块由于电力谐波信号的频率非常高，因此需要使用数字滤波模块对采样信号进行滤波处理，以消除高频噪声及谐波干扰。
在本设计中，采用数字低通滤波器进行滤波处理，其截止频率可根据电力系统的不同频率进行调整。
基于DSP硬件设计的抗干扰防护措施
的分析 和 设计 。
图 １ 看 门 狗 原理 设 计 图
手动 复 位 电路 ， 顾 名 思义 就 是 通过 人 工 的方 式 ， 强 行干 预 系统 的启动 或 复 位 工作 ， 工作 人 员 只要 在 系 统复 位 重 启 时所 控 制 的设备 工作 安全 的情 况 下 ， 可 以随时 复位 系统 。 手动 复 位 电路 的主 要 功 能 就是 当系统 需 要 我们 手 动 对 系 统
领 域 。 其 中 ，Ｄ Ｓ Ｐ（ Ｔ Ｍ Ｓ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ １ ２ ）是 Ｔ Ｉ 公 司 针 对 数 字 控 制 领
域而推出的 ， 它 是 目前控 制 领 域 最 高性 能 的处 理器 ， 具 有控 制 精 度 高 、速 度快 、使 用 灵活 以及集 成 度 高等 优 点 ，已广 泛应 用
２ ） 按 照 事 先 设 计 的 时 间 间 隔 将 计 数 器 清 零 一 次 ，即
一］ ’
狗 就 会发 出一 个溢 出脉 冲 或者 是 中 断信 号来 使 系 统 复位 ， 达 到 系统能 够重 新正 常工 作 的效 果 。 每 种 处 理器 的 “ 看 门狗 ”实 现方 法 不尽 相 同 ， 但 工 作 原 理 都一样 ， 本 控制 系统 设置 “ 看 门狗 ”的步骤 如下 ：
Ｔ
６ Ｙ Ｒ ＆ Ｄ
基于ＤＳ Ｐ 硬 件设 计 的抗 干扰 防护措施
基于DSP的电能质量扰动信号检测仪的设计与实现
基于DSP的电能质量扰动信号检测仪的设计与实现作者：刘方来源：《电子技术与软件工程》2015年第24期摘要本文在研究中结合国外内电能质量监测系统类似产品，并简单介绍了国际上对电力监测系统研究所存在的现状。
在综合调查与大量文献分析的基础上，提出应用DSP承担系统数据处理与分析，基于单片机控制功能进行各功能实现，包括键盘处理、功能拓展等，提出基于DSP+MCU 的智能电力监测仪系统，具备一定的现实应用价值。
【关键词】DSP 监测系统电能质量1 系统设计系统设计的性能要求具体表现为：具备足够的运算能力，实现良好的人机交互，具备较强的抗干扰能力，能够在一定时间内执行系统功能与响应操作需求，确保系统实时性良好。
系统设计功能应具备信号采集、数据计算机显示、数据分析及响应其他实时性事件等。
在本文设计研究中，综合研究设计思路与遴选设计方案，最终在设计过程中确定选择应用DSP+MCU的双CPU结构设计模式，以模块化思想作本次系统设计的主导思想，进行系统总体功能模块化合理分工，并引入并行处理技术对其进行设计。
DSP承担着从电网中进行数据采集与数据处理的功能，MCU则承担着对数据信息的显示、串行通信、时序控制等功能。
采取这种设计结构，其存在的设计优点在于：能够确保资源系统能够保存着一定有效冗余，为后期系统的升级或系统改造提供足够支撑。
在本监测系统软件设计部分，可以将整个软件部分划分为三个主要部分，分别为主程序模块、数据采集与处理模块与中断处理程序模块。
其中主程序模块承担着系统器件与参数初始化功能，执行程序及软件控制，属于软件的核心部分；数据采集与处理模块则为信息采集与数据计算分析提供支撑，中断处理程序模块内设置有中断服务子程序，系统软件模块设计框图思路及流程示意图如图1 所示。
2 系统测试2.1 通信模块调试通讯模块钱，需要通过USB端对TTL模块的接收端、发送端、地、电源等进行转换，并于通信模块接口的发送端、接收端、地上、电源等连接，再利用STC单片机串行口对数据实施上传，倘若数据可以被正常收发，就说明电路的连接是正确的，此时就可以完成接口与模块的连接，再进一步调试程序。
基于DSP的数字综合保护控制装置的研制
基于DSP的数字综合保护控制装置的研制提出了一种基于32位高性能DSP芯片TMS320F2808的数字综合保护控制装置的软硬件设计方案。
可以实现110kv电压等级以下的线路、变压器、电容器、电动机等回路和设备的多种保护功能。
标签：DSP；数字综合保护控制装置中图分类号：F49文献标识码：A文章编号：1672-3198（2012）19-0170-01 0引言与传统的继电保护装置相比，微机保护装置由于其在性能和可维护性方面的优势得到了越来越广泛的应用。
然而，由于应用到现场的微机保护装置种类繁多，功能各异，使装置的软硬件结构日趋复杂，不可避免的带来一些诸如装置可靠性，实用性，制造成本等方面的问题，给用户的维护和掌握增加了诸多不便。
因此，尽可能的减少非标准化的补丁设计，减少后续开发维护的工作量，研制一种结构尽可能简单可靠，功能满足大部分用户要求的突出其实用性的保护装置成为大势所趋。
本文采用TI公司32位高性能的DSP芯片——TMS320F2808，设计了可以满足电力系统各种保护装置的最常用的功能的数字综合保护控制装置。
在硬件设计上尽量简练可靠，更多的工作交由软件实现，采用了保护元件可编程的方法，使装置能够适用于110kv电压等级以下的线路、变压器、电容器、电动机等回路和设备的保护；装置结构采用模块化设计；在DSP上嵌入了一个实时操作系统平台；程序语言主要采用C语言，少量代码用汇编语言来实现。
完成了人机接口设计，通过按键对装置进行操作，指示灯能指示出装置各种运行状态，液晶显示器LCD通过“图元”文件的方式绘制要显示的内容，可以显示一次系统图等。
1保护元件可编程机制本装置采用面向对象的设计思想，实现系统可编程和多层次编程模式(元件级－工程级－用户级)，采用“主保护元件”和“子保护元件”组合机制，提供32×6种保护元件类型供选择，用户可以根据实际需要，通过键盘设定保护类型，为装置的功能扩展奠定了良好的基础，使装置可以满足不同类型的设备、回路的要求和变化。
基于DSP的电力保护系统设计研究
在具体实现时，为了尽可能减少双方读写冲突，将双口RAM空间分为低地址区和高地址区两部分，规定低地址区空间用于单片机写入和DSP读出，高地址区空间用于DSP写入和单片机读出。
2电力保护系统设计
本保护系统采用运算速度快、擅长数字信号处理的DSP芯片TMS320LF2407作为主CPU控制模拟量的采集和计算、保护的判断、开关量的输入和输出。由于系统实时性的要求很高，功能配置也较多，所以为了分担主CPU的负担，增加了一块8051单片机作为从CPU负责人机对话，处理键盘扫描、LCD显示、信号灯显示及与上位机通信等实时性要求不高的系统任务。此DSP (TMS320LF2407)十单片机(AT89C52)的双CPU结构，克服了传统装置计算速度慢、计算精度低和保护功能不完善的缺点，充分发挥了双CPU结构并行工作、分工合作的优点以及DSP芯片运算速度快、擅长数字信号处理的优点，既满足继电保护速动性、选择性和可靠性的要求，同时又实现了实时测量的高精度[5]。
2.1电力保护系统的硬件设计
电力保护系统的硬件主要的关键技术点是数据采集与处理模块、DSP与89C52数据通信和DeviceNet通信接口。DSP是数据采集与数据处理模块的核心，通过控制ADC来实现模拟量转换，并完成设定好的保护算法的运算，当计算的结果满意时，就可以控制开关电量的输出。A/D转换芯片也是数据采集与数据处理模块的核心，它主要通过ADS8364芯片进行控制，采用FIFO方式读取转换数据。DSP与89C52数据通信是两个端口，采用双端口RAM设计。
基于DSP的继电保护测控装置
文章编号：1006-1576（2006）05-0075-03基于DSP的继电保护测控装置张伟，王仲东（华中科技大学控制科学与工程系，湖北武汉 430074）摘要：基于DSP的继电保护测控装置，通过快速傅立叶算法对电量值及各次谐波的测量分析，实现对电网的实时检测。
装置采用双CPU结构，其TMSVC5410承担计算，MSP430F149控制通信，XC95144X芯片实现逻辑控制，MAX125芯片实现模数转化，并通过HPI口完成DSP和单片机间的高速数据传递。
DSP软件的核心是抑制高次谐波的算法编写及微机保护算法编写，包括数据处理算法、采样点数及采样起始时刻的选择等。
关键词：继电保护测控装置；TMSVC5410；MSP430F149；XC95144X；HPI；快速傅立叶算法中图分类号：TP274.5 文献标识码：AMeasurement and Control Equipment for Relay Protection Based on DSPZHANG Wei, WANG Zhong-dong(Dept. of Control Science & Engineering, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan 430074, China) Abstract: The measurement and control equipment for relay protection was based on DSP. The electric quantity value and subharmonic were measured and analyzed by FFT to realize the real time detection on electricity net. The double CPU structure was adopted by equipment; the TMSVC was used to calculate; the MSP430F149 was used to control the communication; the XC95144X chip was used to realize the logic control; the MAX125 chip was used to realize the conversion between model and figure; the HPI interface was adopted to achieve the high-speed data transmission between DSP and singlechip. The algorithms compiling of high subharmonic restrain and microcomputer protection is the core of DSP software. The algorithm also includes data processing algorithm, sampling spots, choosing the sampling start time and so on.Keywords: Measurement and control equipment for relay protection; TMSVC5410; MSP430F149; XC95144X; HPI; FFT (Fast Fourier Transform Algorithm)0 引言为达到高可靠高质量的供电要求，设计基于DSP控制的高精度的综合测控终端设备，硬件使用高速运算TMS320VC5410型DSP以及MSP430F149单片机，并采用基于快速傅立叶变换（FFT）的交流测量算法及谐波测量技术，实现对三相电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因素、电能电度等的精确测量。
基于DSP的电力系统谐波检测装置的设计毕业设计
基于DSP的电力系统谐波检测装置的设计摘要随着现代电力电子设备和非线性负载的大量使用，谐波污染日趋严重，谐波己成为电力部门及其用户日益关注的问题，因此对谐波进行检测与分析具有重要的意义。
本文首先介绍了国内外电力系统谐波测量装置的现状，分析了数字信号处理芯片在电力系统中的应用情况，对谐波分析的相关理论与技术进行了研究，设计了以DSP为核心的硬件与软件系统。
硬件设计方面，根据电力系统中数据采集和处理的实际特点，设计了信号的多通道采样保持和时钟转换电路，实现了多路信号的同步采样和快速转换。
充分发挥了微控制器的控制功能和DSP芯片的数字信号处理优势。
软件算法方面，系统采用传统的快速付立叶变换(FFT)，对采集的电压和电流信号进行频谱分析。
论文中还详细分析了信号的采样问题，以及信号的数字滤波问题。
初步设计了对采集数据进行计算和处理的相关软件算法，实现了对谐波的测量功能。
本装置可以快速、准确地进行谐波的测量和分析。
关键词：DSP；谐波；同步采样；快速傅里叶变换AbstractWith the wide applications of modern power electronics equipment and nonlinear load,harmonic deterioration has increased rapidly, which has attracted great attentions by powerdepartment and users.By analyzing the situations of the electric harmonic monitoring equipments home and abroad,aiming at the demand of power department and practical application.The application of Digital Signal Processor in the electric power systems is introduced in this paper,it aims at the harmonic theories and technologies analysis and exploits a hardware floor and a software system with DSP core.The hardware design aspect, according to the electrical power system in the data acquisition and the processing actual characteristic, has designed the signal multichannel sampling maintains with the switching circuit, has realized the multi-channel signal synchronized sampling and the split-second-selection.Has displayed the micro controller's control function and the DSP chip digital signal processing superiority fully.The software algorithm aspect, the system uses the tradition to pay fast sets up the leaf to transform (FFT), carries on the spectral analysis to the gathering voltage and the electric current signal. In paper also multianalysis signal sampling question, as well as signal digital filtering question.The preliminary design has carried on the computation and the processing related software algorithm to the gathering data, has realized to the overtone survey function.This equipment may be fast, accurate carries on the overtone the survey and the analysis.Key Words：Digital Signal Processor；Harmonic；Synchronous sampling；Fast Fourier Transfer目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (1)1 绪论 (2)1.1问题的提出 (2)1.2国内外发展的概况 (3)1.2.1国外的发展概况 (3)1.2.2国内的发展概况 (5)1.3电能质量分析的实际应用与发展趋势 (6)1.4本文设计的系统需要完成的功能 (6)1.5课题的研究任务 (7)2 谐波的理论分析 (8)2.1概述 (8)2.2谐波的基本概念 (8)2.3谐波的分析 (8)2.3.1电网谐波的产生 (9)2.3.2谐波的危害 (10)2.3.3谐波的国家标准 (11)2.3.4谐波的测量及计算方法 (11)3 谐波检测的方法 (13)3.1快速傅立叶变换的原理 (13)3.2FFT算法存在的问题及解决方法 (21)3.2.1采样定理和频谱混叠 (21)3.2.2频谱泄露 (21)3.2.3栅栏效应 (22)3.2.4FFT存在问题的解决方法 (23)4 系统硬件电路设计与实现 (24)4.1系统硬件整体设计 (24)4.2DSP芯片的选择 (25)4.2.1DSP芯片的发展 (25)4.2.2TMS320LF240X系列DSP的特点 (25)4.2.3本装置DSP芯片的选择 (26)4.3系统硬件电路图设计 (27)4.3.1数据采集、处理模块 (27)4.3.2数据转换模块 (29)4.3.3电源电路设计 (31)4.3.4TMS320LF2407存储器扩展接口设计 (32)4.3.5异步串行接口硬件设计 (35)4.3.6人机接口技术 (35)5 系统的软件实现 (37)5.1系统的软件设计流程 (37)5.2DSP单元中个功能模块的程序流程 (37)5.2.1主程序流程图 (37)5.2.2DSP数据采集模块程序流程图 (38)5.2.3FFT算法的程序流程图 (39)5.2.4串口通信的实现 (39)5.2.5LCD刷屏与键盘处理 (43)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (48)引言随着科学技术和国民经济的发展，各行各业对电力系统的供电质量的要求越来越高，电力供应的理想状态是用户端能够得到固定频率和幅值的电压与电流。
基于DSP的电能质量干扰发生装置设计
基于DSP的电能质量干扰发生装置设计王素娥;胡益成;张一西【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2016(039)005【摘要】To test custom power devices for their ability to mitigate power quality disturbances ,or to test electrical devices for their performance in the presence of disturbances,some special generators are needed to generate the re⁃quired. Based on DSP,the power quality disturbances generator is designed,which uses DSP as its controller and power electronics devices implement. The generator can generate many types of power quality disturbances. Then using the method of model-based design can be used to implement the automatic code generation. Eventually,exper⁃iment on the 3 kW prototype. Experimental results show that the output voltage’s error precision of power harmonic disturbances generator is less than 3%,which can meet the performance requirements of testing electrical equip⁃ments.%为了检验电能质量控制设备的性能，或者测试电气设备在受到扰动时的工作情况等，需要用一些专门的发生器来产生所需的电能质量干扰现象。
基于DSP硬件设计的抗干扰防护措施探究
基于DSP硬件设计的抗干扰防护措施探究发表时间：2020-07-17T06:16:52.081Z 来源：《现代电信科技》2020年第4期作者：覃文杰曲思宇卢宇彤陈瑞昱闫琦[导读] 数字信号处理器（Digital Signal Processing，DSP，）是采用数字形式表示并处理的相应理论与技术，主要被应用于通信等领域。
本文主要为围绕DSP进行探讨，分析其特性，并探究其抗干扰防护措施中，手动复位电路和电磁兼容等设计等，旨在为相关研究人员提供参考。
覃文杰曲思宇卢宇彤陈瑞昱闫琦（北方自动控制技术研究所山西太原 030006）摘要：数字信号处理器（Digital Signal Processing，DSP，）是采用数字形式表示并处理的相应理论与技术，主要被应用于通信等领域。
本文主要为围绕DSP进行探讨，分析其特性，并探究其抗干扰防护措施中，手动复位电路和电磁兼容等设计等，旨在为相关研究人员提供参考。
关键词：DSP硬件设计；抗干扰防护措施前言：DSP是诞生于上世纪80年代的一种，由大规模或者是超大规模集成电路芯片组成，并用来处理某种信号的处理器。
因其具有较为强大的数据处理功能，在通信、雷达、网络、家庭和工业控制等多个领域得到有效应用。
目前，DSP是数字领域中高性能的处理器，具有控制速度快、精度高、集成度高以及使用灵活等优势。
但要发挥其作用，必须在以其为核心的伺服控制系统电路板硬件设计中，加强防护设计，防止系统崩溃。
对此，应在了解DSP硬件特性基础上，做好抗干扰防护设计。
1 DSP特性1.1数据整合及分析DSP在整合数据信息和分析数据信息方面具有良好能力。
首先，DSP可对拥有的用户数据进行整合，并采取清晰处理。
其次，DSP就有分析用户数据能力，而该能力实现主要依靠相应算法支持。
再次，DSP可与数据管理平台（DMP）向对接，利于提升对数据信息处理效果。
最后，采用DSP可有效监测广告投放效果，并对其进行分析和优化[1]。
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中图分类号 ： Ｍ ６ Ｔ ７
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ （０ ７１ — １ ５ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ ０ ）０ ０ ３ － ２
由于 电力微机保护和测控装置 在强电磁环境 中长期 连续 工作 ， 所受到的干扰 比较严重。 若不能及时处理 ， 可能使保护装
措施 。 以 Ｄ Ｐ Ｃ Ｕ Ｃ Ｌ 在 Ｓ ＋ Ｐ ＋ Ｐ Ｄ的综合保护测控系统中（ 系统框 图
见 图 １ 不仅采用 了传统 的抗 干扰措施 ， ） 还针对 具体系统 的设
计 特 点 提 出了 以下 的抗 干 扰 措 施 。
置 出现误动或拒动 ， 甚至造成重大 电力事故。传 统的保 护和测
反射和信号的延时 ， 多点接地造成 的电位差干扰等。总的来说
干扰源 多种多样 ， 所有可能对保护装置正常工作造成不利影 响 的无用信号且由电气干扰引起的称为 电气干扰。 电气干扰对 于
屏蔽层 良好接地是必 不可少 的， 接地电阻越小越好 ， 一般要求
小于 ２ ｎ。整个装置 系统按浮地方式 ， 即装 置的零电位线与大 地（ 机壳 ） 严格隔离 ， 并加 良好 的屏蔽。
Ｆ 来 的 ｒ ｒ 电 压 输 入
Ｃ Ｔ来 的 电流 输 入
１ 干扰 源
电力微 机保护和测控装 置的干扰源入侵无固定途径 ， 但是 可归纳为外部和 内部干扰两类 。 外部干扰主要是 高压系统直流 回路操 作线路雷电感应 以及故障引起 的浪涌干扰 ， 内部 干扰源 是指系统结构布局和生 产工艺等决定 的干扰 ， 主要由杂散电容 和杂散电感结合引起的不 同信号 的感应 ， 长线路传输 造成波的
２１２ 有 效 的 隔 离措 施 ．．
整个 电路会产生不 可低估 的影响 ， 造成的后果将是保护装置 的
误 动、 拒动 、 死机或程序运行出轨甚至遭 到破 坏以及 使元器件 及芯片损坏 ， 造成装置短期 内停止工作。
利用光 电耦合隔离技术 ，隔离叠加在 Ｄ Ｐ和 Ｃ Ｕ系统的 Ｓ Ｐ 输入输 出信 号的各种干扰 ；包括 系统的开关量输入和输 出信 号、 数据通信线路 的隔离。 在数据通信线路除了隔离措施外 ， 还 应采用屏蔽措施 。因为在 串行通信线路 ， 一旦骚 扰耦合 到数据 线上 ， 就会产生误码。 采用光 电隔离措施 ， 只能将 回路的传播 的 “ 向” 纵 骚扰进行一定 程度的隔离 ， 如果传 输线 比较长 ， 就很容 易从 “ 横向” 耦合 电磁骚扰 ， 这就使得通 信线路 比较薄弱。
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《 装备制造技术）ｏ７ ２ｏ 年第 ｌ 期 Ｏ
基 于 ＤＳ 电 力 综 合 保 护 测控 装 置 的抗 干扰 设 计 Ｐ的
李 光辉 ， 蒙正 林
（ 广东省顺德开关厂有限公 司研发 中心 ， 广东 佛 山 ５ ８ ０ ） ２ ３０
摘要： 分析 了电力保护测控装置干扰 源的特点 ， 在基 于 ＤＳ ＋ Ｕ＋ Ｐ Ｄ的新型 电力综合保 护测控 系统的具体设计 中， 出了软硬件 Ｐ ＣＰ Ｃ Ｌ 提 的抗干扰措施 ， 并在 实际中的应 用中取得 了良好效果。
试装置是分 开的 ， 并以单 Ｃ Ｕ为 主， Ｐ 同时也采取了一些抗 干扰 措施 ， 但是 由于本身硬 件上的限制 以及 内部 干扰 的存在 ， 干 抗 扰能力一直得不到有效解决 。所 以本文利用 Ｄ Ｐ技术和 Ｅ Ａ Ｓ Ｄ 技术 的发展及其优越性能 ，在基于 Ｄ Ｐ Ｃ Ｕ Ｃ Ｌ Ｓ ＋ Ｐ ＋ Ｐ Ｄ电力综合 保护测控装置具体设计 中， 针对这种新型智能系统所具有 的特 点， 为保证该 系统 的安 全可靠的运行 ， 硬件和软件方面进行 从 了干扰抑制和消除的设计与研究 。
了一些在实际应用 中效果不错 的措施。Ｄ Ｐ Ｃ Ｄ、 Ｐ Ｓ 、 Ｐ Ｃ Ｕ分别采
须把抗干扰作为主要任务来对待 。 以下按抗干扰 的措施和软硬
件抑制干扰进行设计和实现 。 ２１ 硬件 抗干扰措施 ．
传统 的微机保护装置 和测控装置大多数是分开 的， 主要是 单 Ｃ Ｕ结构 ，在抗干扰设 计中主要包含 了一些传 统的抗 干扰 Ｐ
收稿 日期：０ ７ ０ － ７ ２ ０ － ８０
用单独的专用稳 压模块供 电， 稳压模块 的芯片必须带 电源 电压
作者简介： 李光辉 ， 工作单位 ： 广东省顺德 开关厂 。
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Ｅｑ ｉｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ １ ２ ０ ｎ ｆ ｃ ｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ．０， ０ ７ ｉ
２１３ 电 源 的 抗 干 扰措 施 ．．
２ 抗干扰 的软硬 件对 策
综合微机保护测控装置在电力系统 中一些恶劣气候条件和 工业环境 的干扰下工作 ， 对保护来说不误动 ， 不拒动 ， 能不断 并
的运行 ， 就必 须提高抗干 扰能力 ； 对于测控部分来说， 要精确测 量各种参量 ，分析各种 电力参数提高抗干扰也是必不 可少 的。
因此 ， 在综合保护测控装置从研发 到实 际运 行的过程 中， 都必
对于 电网电压的干扰 ， 了避免瞬时压降和窜人 的干扰造 为 成 Ｃ Ｕ误 动作和数据 的丢失 。 常采用低通滤波器、 Ｐ 通 隔离变压 器、 以及 Ｕ Ｓ电源等 ， Ｐ 但是仍不能完全解决问题 。在本装置 的 设计 中， 了采用上述通用的方法外 ， 除 在内部 的电路 中， 也采取
２１１ 良好 的屏 蔽 措 施 ．．
一
硼
¨
继电器驱动输人
图 １ 综 合 保 护 测 控 系 统 框 图
在 Ｐ 、 Ｔ的原 边 和 副 边 线 圈 加 屏 蔽 措 施 ，采 用 带 双 重屏 ＴＣ
蔽的变换器实现 良好 的屏蔽 ， 交流输入组件电流电压变换器选 用 Ｒ型铁芯等 。而且对 那些数据采集系统采用逐次逼 进 ＭＤ 的电路来说 ， 由于 ＡＤ对 于快 速瞬变骚扰很敏感 ， ／ 加屏蔽层和