基于DSP的继电保护试验电源品质测试仪的研究
摘要
继电保护试验是继电保护设备制造厂家和用户必须进行的一项重要工作，按照部颁《继电保护及安全装置检验条例》和《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施》等文件的要求，继电保护试验工作必须具备单独的稳定的交、直流试验电源。并核实试验电源是否满足三相为正序和对称的电压，并检查其正弦波是否良好，电源容量是否足够等要素。目前，专门针对继电保护试验电源的监测装置还比较少见，所以本课题研究的目的就是能够专门针对继电保护试验电源的性能指标要求开发出一种便携式的监测仪，采用DSP为核心。具备实时测量、显示等功能。能够比较精确及时的反映出进行继电保护试验时的电源情况。
该装置的硬件电路是以DSP为核心设计。采用了TI公司的16位定点数字信号处理器TMS320F240芯片，重点考虑了电源电路、数据采集电路、逻辑电路、存储器扩展电路、接口电平电路等几部分。软件系统采用C语言和汇编语言结合的方式。主要包括采样模块、FFT模块、数字滤波模块、按键、液晶显示等几部分。该仪器具有测量精度高；易操作，易维护，界面友好，功能完备，使用灵活，且可直接应用于多种电能测量场合，一机多用。
Relay protect test is an important job that the relay protect equipment factory and users must do. By the request of Relay protectiong and safety settings checkout statutes and The measure of Electric power system Relay protectiong and safety settings against accident, it must have the steady and alone AC/DC power supply,when doing relay protect test. You must touch bottom that the three-phase power supply's order is correctitude and the voltages are symmetrical. And must check the sine wave and the capability of the power supply. It is seldom to see that the equipment just dectect Relay protect test's power supply. So our objective is to emplode an equipment based on DSP and have the function of real time measure,display, key press and so on. It can exactitude and timely image the status of the power supply.
The hardware.of the instrument is based on DSP and it make use of Digital Signal processor TMS320F240 ;Which include power circuit,data sampling circuit,logic circuit,memory expansion circuit and so on.The sofeware is development by C language. It consist of sampling,FFT ,digital folter.
The instrument has the combination of high accuracy, convenient operation, friendly interface, and corrective ability. And the instrument also may apply into some fields directly.
该装置的硬件电路是以DSP为核心设计。采用了TI公司的16位定点数字信号处理器TMS320F240芯片，重点考虑了电源电路、数据采集电路、逻辑电路、存储器扩展电路、接口电平电路等几部分。软件系统采用C语言和汇编语言结合的方式。主要包括采样模块、FFT模块、数字滤波模块、按键、液晶显示等几部分。该仪器具有测量精度高；易操作，易维护，界面友好，功能完备，使用灵活，且可直接应用于多种电能测量场合，一机多用。
Relay protect test is an important job that the relay protect equipment factory and users must do. By the request of Relay protectiong and safety settings checkout statutes and The measure of Electric power system Relay protectiong and safety settings against accident, it must have the steady and alone AC/DC power supply,when doing relay protect test. You must touch bottom that the three-phase power supply's order is correctitude and the voltages are symmetrical. And must check the sine wave and the capability of the power supply. It is seldom to see that the equipment just dectect Relay protect test's power supply. So our objective is to emplode an equipment based on DSP and have the function of real time measure,display, key press and so on. It can exactitude and timely image the status of the power supply.
The hardware.of the instrument is based on DSP and it make use of Digital Signal processor TMS320F240 ;Which include power circuit,data sampling circuit,logic circuit,memory expansion circuit and so on.The sofeware is development by C language. It consist of sampling,FFT ,digital folter.
The instrument has the combination of high accuracy, convenient operation, friendly interface, and corrective ability. And the instrument also may apply into some fields directly.
引文
1．金建源、孙健．继电保护试验电源几项主要质量指标的探讨．南京工程学院学报 1996年11月
2．国家标准局，继电器及继电保护装置基本试验方法(GB7261-87)，标准出版社，1985
3．电力工业部，继电保护微机型试验装置技术条件(DL／T624-1997)，电力出版社，1998
4．国家技术监督局，电能质量 公用电网谐波(GB／T14549-93)，标准出版社，1993
5．水利电力部，继电保护及电网安全自动装置检验条例，水电出版社，1987
6. IEC, IEC STANDARD, Pub. 255-6, Secondedtion, 1988, Electrical Relays Part 6: Measuring relays and protection equipment
7．国际电信联盟(ITU)，电信基本术语定义(List of definitions of essential telecommunication terms)，张铁臣、于德芬译，人民邮电出版社，1983
8．清华大学电子工程系，晶体管电路第二册，科学出版社，1974
9. IEC, IEC STANDARD, Pub. 255-1～255-17 Electrical Relays, Part 1～Part 17, 1976～1982
10．能源部，静态继电保护及安全自动装置通用技术条件(DL478-92)，水利电力出版社，1993
11．电力工业部，火力发电厂电气试验室设计标准(DL／T5043-95)，电力出版社，1996
12．国家标准局，电工名词术语基本名词术语(GB2900．1-82)，标准出版社，1982
13．国家技术监督局，电能质量 三相电压允许不平衡度(GB／T15543-1995)，标准出版社，1995
14．林雪海，电力系统的三相不平衡，电力出版社，1998
15．倪养华、王重玮．数字信号处理——原理与实现．上海：上海交通大学出版社．1998年12月
16．程佩青．数字信号处理教程．第2版 北京：清华大学出版社．2001年8月
17．李哲英、骆丽、刘元盛．DSP基础理论与应用技术．北京：北京航空航天大学出版社．2002年6月
18．周霖．DSP系统设计与实现．北京：国防工业出版社．2003年10月
19．赵建国、石岩、丁磊．电能计量中的谐波分析．中国电力．1997年第30卷12期第21页
20．张伟雄．DSP芯片的原理与开发．北京：电子工业出版社．1997年
21. DSP Solution FOR Today www.ti.com/dsps 第4页
22．刘和平、王维俊、江渝、邓力．TMS320LF240x DSP C语言开发应用．北京：北京航空航天大学出版社 2003年1月
23．郑庆华．C语言实用程序与软件工具．西安：西安交通大学出版社 1996年2月
24．徐宝文．实用C语言详解．北京：电子工业出版社．1996年1月
25．高扬、吕巍、张姝．AD7756在电功测量中的应用．电子产品世界．2001年第6期第26页
26．董书友、李杏春、王占国、黄荣军．一种基于专用DSP芯片的三相电参数测量系统．北方交通大学学报．2001年2月 第25卷 第1期第104页
27．张小鸣、李永新、王正洪．交流采样电参量测量模型仿真与DSP编程．电测与仪表．2003年第3期总第40卷 第447期 第5页
28．郑金奎．高速A／D器件在电参数采集中的应用．兵工自动化．1999年第4期第58页
29．袁辉、朱晓华．谐波电功率测量的DSP算法．电子工程师．1999年第7期
30．潘莹玉、莫付江、高泽民．虚拟仪器及其在电力行业的应用．电力系统通信．1999年第2期 第11页
31．施奕平，基于DSP的电网质量检测仪的研制．电测与仪表，2002，(1) 29 32
32．王玉林．一种电气参数测量仪．仪表技术．1999年第一期 第19页
33．李庆波、徐勇．采样计算式测量方法应用中的几个问题．电测与仪表．1999年第36卷 第10期第4页
34．王六顺等 TMS320F2xx系列DSP闪速存储器编程技术计算机应用，2001，27(1)：10-13
35．王淑青、蔡维由．交流采样测量的精度问题及解决方法．工业仪表与自动化装置．2000年第2期 第42页
36．TMS320C2xx数字信号处理数据手册．武汉：P&S武汉力源电子股份有限公司 1998年8月
37．TMS320C24x DSP控制器参考手册．第2卷 外设模块 武汉：P&S武汉力源电子股份有限公司 1998年10月
38．陆廷信．供电系统中的谐波分析测量与抑制．1990年 北京：机械工程出版社
39．徐震、陈山林、孙成明．电网谐波信号的FFT分析和数据处理．合肥工业大学学报(自然科学报)1989年第12卷第3期
40．俞宁、李泰光、黄道基．电力谐波在线测量方法与监测系统设计．电测与仪表．1999年第36卷第9期
41．潘贞存、陈青．含有谐波的交流电气信号的测量与计算．中国电力．1998年第31卷第2期
42．曹孝宁、吴华仁、李晓惠．高性能电网谐波分析仪．电力系统自动化．1996年第20卷第12期
43．周箭、陈隧道．新型电参数综合测试与分析仪的应用．电工技术杂志．1999年第4期
44．陈伟春．图形液晶显示模块MGLS240128T及其应用．电测与仪表．1997年第34卷第10期
45．内藏T6963C控制器图形液晶显示模块．北京：北京清华蓬远科贸公司
2．国家标准局，继电器及继电保护装置基本试验方法(GB7261-87)，标准出版社，1985
3．电力工业部，继电保护微机型试验装置技术条件(DL／T624-1997)，电力出版社，1998
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10．能源部，静态继电保护及安全自动装置通用技术条件(DL478-92)，水利电力出版社，1993
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12．国家标准局，电工名词术语基本名词术语(GB2900．1-82)，标准出版社，1982
13．国家技术监督局，电能质量 三相电压允许不平衡度(GB／T15543-1995)，标准出版社，1995
14．林雪海，电力系统的三相不平衡，电力出版社，1998
15．倪养华、王重玮．数字信号处理——原理与实现．上海：上海交通大学出版社．1998年12月
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28．郑金奎．高速A／D器件在电参数采集中的应用．兵工自动化．1999年第4期第58页
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30．潘莹玉、莫付江、高泽民．虚拟仪器及其在电力行业的应用．电力系统通信．1999年第2期 第11页
31．施奕平，基于DSP的电网质量检测仪的研制．电测与仪表，2002，(1) 29 32
32．王玉林．一种电气参数测量仪．仪表技术．1999年第一期 第19页
33．李庆波、徐勇．采样计算式测量方法应用中的几个问题．电测与仪表．1999年第36卷 第10期第4页
34．王六顺等 TMS320F2xx系列DSP闪速存储器编程技术计算机应用，2001，27(1)：10-13
35．王淑青、蔡维由．交流采样测量的精度问题及解决方法．工业仪表与自动化装置．2000年第2期 第42页
36．TMS320C2xx数字信号处理数据手册．武汉：P&S武汉力源电子股份有限公司 1998年8月
37．TMS320C24x DSP控制器参考手册．第2卷 外设模块 武汉：P&S武汉力源电子股份有限公司 1998年10月
38．陆廷信．供电系统中的谐波分析测量与抑制．1990年 北京：机械工程出版社
39．徐震、陈山林、孙成明．电网谐波信号的FFT分析和数据处理．合肥工业大学学报(自然科学报)1989年第12卷第3期
40．俞宁、李泰光、黄道基．电力谐波在线测量方法与监测系统设计．电测与仪表．1999年第36卷第9期
41．潘贞存、陈青．含有谐波的交流电气信号的测量与计算．中国电力．1998年第31卷第2期
42．曹孝宁、吴华仁、李晓惠．高性能电网谐波分析仪．电力系统自动化．1996年第20卷第12期
43．周箭、陈隧道．新型电参数综合测试与分析仪的应用．电工技术杂志．1999年第4期
44．陈伟春．图形液晶显示模块MGLS240128T及其应用．电测与仪表．1997年第34卷第10期
45．内藏T6963C控制器图形液晶显示模块．北京：北京清华蓬远科贸公司