EDA 技术在数字保护继电器中的应用 - 电力系统保护与控制.PDF

2002 年 6 月 　　　　　　　　　　　继电器 　　　　　　　　　　　第 30 卷 　第 6 期 RELAY 17 EDA 技术在数字保护继电器中的应用 1 1 1 1 2 张桂青 , 冯涛 , 王建华 , 张杭 , 郑士泉 ( 1. 西安交通大学电器教研室 , 陕西 西安 710049 ; 　2. 西安交大思源智能电器有限公司 , 陕西 西安 710049) 摘要 : 在分析和回顾数字保护继电器硬件发展的基础上 ,指出微处理器 自身固有的不足 ,介绍 EDA 技术的基 本内容和优于 CPU 的特点 。文章给出了 CPLDFPGA 在数字保护继电器中作为通用 IO 接 口、作为协处理器 、 作为独立的保护 CPU 以及设计数字保护专用芯片和在系统编程等方面的具体使用方法 。这一新技术的出 现 ,必将给智能化电器的硬件发展带来新突破 ,片上系统将是数字保护继电器的发展方向。 关键词 : 数字保护继电器 ; 　FPGA ; 　SOC ; 　ASIC ( ) 中图分类号 : TM588 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2002 CPU 和 DSP 的混合结构 。之所 以硬件的发展如此 1 　引言 之快 ,一方面由于市场的推动 ,因为继电保护要求数 保护继电器在 电力系统中起着非常重要的作 字继电器在故障的时候不能拒动而没有故障的时候 用 ,它是保证供电可靠性的基础 。历史上 ,它的硬件 不能误动 。因此 ,对硬件的可靠性要求越来越高 ,硬 经历了三个阶段 ,即电磁式继电器 ,固态继电器和基 件冗余技术以及 自检和互检技术得到了普遍的应 于微处理器的数字继电器 。数字继电器是集计算机 用 ,各种新理论新算法的不断应用就要求微处理器 技术 、网络技术 、微电子技术 、传感器技术于一体的 有足够的运算速度 。另一方面得益于近几年电子技 智能化保护装置 。随着技术的进步 ,数字保护继电 术的发展 ,其性能越来越高 ,价格越来越便宜 。尤其 器的硬件也有了较大的发展 ,32 位单片机和 DSP 已 最近几年 ,基于 32 位单片机以及 32 位定点或浮点 经在当今的数字继电器中相当普遍[1 ] , 虽然和以往 DSP 已经成为智能化电器设备的主导产品。 技术相比性能上得到了很大的提高 ,但仍然存在一 但是 ,MCU 存在着与生俱来的一些不可克服的 ( ) [2 ] 些不足 。EDA 电子设计自动化 技术是近几年发展 缺点和弱点 。首先是低速 , 由于 MCU 的工作方式 起来的一项新技术 , 目前在电信和网络等领域得到 是通过内部的 CPU 逐条执行软件指令来完成各种 了成功的应用 。本文试图探讨该技术在智能化电器 运算和逻辑功能的 , 因而无论多么高的工作时钟频 领域中的应用方式 。进一步提高数字保护继电器的 率和多么好的指令时序方式 ,在排队式串行指令执 集成度和可靠性 、使其真正实现片上系统的最高 目 ( )