新型数字式发电机变压器组保护装置硬件平台设计.pdf

第 24卷第 8期 电 力 科 学 与 工 程 Vol-24．No．8 Oct一2008 l7 2008年 10月 ElectricPowerScienceandEngineering 新型数字式发电机变压器组保护装置硬件平台设计 张 龙 ，焦彦军 (1．保定中力电力科技发展有限公刊，河北保定071051：2．华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保 定 071003) 摘要：设计开发了以PowerPC结构 MPCS00系列微控制器为核心的硬件平台系统，介绍了该硬件平台的 系统设计思想、技术和工作原理，给出了基于此硬件平台实现发变组保护的应用实例。 关键词：微机保护；硬件平台；MPC555；ADS7656 中图分类号：TP333．7 文献标识码：B 现和保护出口等；数据采集单元采用 ADS7656， 0 引 言 实现对 36路模拟量的实时同步采集；通讯单元完 成与通讯 CPU、后台计算机及现场总线进行通讯 发电机变压器组 (简称发变组)是电力系统最 等功能。硬件结构如图1所示。 重要的电力设备之一。对于大型机组，运行T况复 杂，配套设备多，相对事故频率高，故障的分析、 判断很困难，故要求发变组保护装置具有良好的实 时性、快速性和稳定性。 微机继电保护技术日新月异，硬件平台也从原 来的8，16位单片机发展到现在的 16位甚至 32 位浮点微处理器。目前市场上的继电保护装置大多 采用 TI的TMS320系列DSP。近年来Motorola 推出的新一代高性能32位浮点MPC500PowerPC 图 1 硬件平台系统结构 系列，除具有 DSP强大的运算功能外，还兼具单 片机的所有功能，片内集成 了相 当容量的 Flash、 1．1MPC555的特点 RAM 以及丰富的I／O模块，单芯片便可运行。基 MPC555是 Motorola推 出的高性能、32位浮 于Motorola的MPC500系列单片机的特点，本装 点 MPC500系列中的一种，它兼具高效率数字信 置首次将其应用在继电保护装置中，并取得了良好 号处理能力和MCU的实时控制能力。此系列MCU 的运行效果，可实现以下保护功能：差动保护；定 采用PowerPC 内核，其特点如下： 子接地保护；失磁保护；过电流保护；过负荷保 · 带有浮点运算单元的PowerPC内核。 护；匝问保护；TA断线告警；TV断线告警。 ·26K字节快速片内RAM和6K字节TPU微 码片内RAM。 1 硬件平台总体设计 ·448K字节 5V可编程 flashEEPROM 。 · 5V I／O。 整个平 台主要由中央处理单元 (MCU)、通讯 · 串行系统。队列式串行多通道模块(QSMCM)， 单元、数据采集单元和 TPU组成。中央处理单元 2个 CAN2．0B控制模块(TouCANTM)。 采用 MPC555，主要完成数据的处理、判据 的实 ·5O个通道的定时器。2个定时处理单元 收稿 日期：2008-05—10． 作者简介：张尼，男，保定1f， 电 科技发展彳丁限公 ·I程师 18 电 力 科 学 工 程 2008笠 (TPU3)，有标准组件的I／O接 口(MIOS