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基于DSP+FPGA的断路器同步关合控制平台的研制
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2009-07-07
李军
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介绍了基于新型高性能DSP芯片TMS320F2812和现场可编程门阵列ACEXEPlK208-3FPGA实现的断路器同步关合控制平台的设计，控制单元采用嵌人式实时多任务操作系统pC/OS-II作为系统软件平台，以DSP作为主控制单元，FPGA作为执行单元，用VHDL语言实现执行电路的设计，该方案提高了系统运行的可靠性并且利于系统功能扩展，并已在实验室调试通过。
随着微处理器技术，电力电子技术和智能控制理论的迅速发展及其在电器领域的广泛应用，人们提出了电器智能化的概念。断路器是电力系统终端设备之一，其智能化的水平对电力系统的稳定和自动化程度将产生深远的影响。断路器的同步操
作是电器智能化的前沿课题。
目前，系统中的断路器在关合电力设备的瞬时，系统电压的初相角通常都是随机的和不确定的，因此会产生过电压。例如，在关合空载变压器、电容器和空载线路时，常常产生幅值很高的涌流和过电压。这样不仅对系统中的设备不利，还可能引起保护误动作，影响电力系统的稳定。而采用同步关合技术不仅可以减少合闸操作的涌流和过电压，提高电能质量和系统的稳定性，而且还可以使系统中的瞬态过程缩短，因此同步关合技术可以大大提高断路器的分断能力。
由FPGA作为执行单元来完成对永磁机构的同步控制可使系统具有很好的可靠性、快速性、以及稳定性，本文就是用DSP-FPGA为核心来实现对永磁机构真空断路器的同步关合的智能控制，其中状态量的采集和执行信号输出将由FPGA来完成，基于FPGA内部的硬件电路结构，可使该系统完全满足控制实时性及可靠性的要求。
随着微处理器技术，电力电子技术和智能控制理论的迅速发展及其在电器领域的广泛应用，人们提出了电器智能化的概念。断路器是电力系统终端设备之一，其智能化的水平对电力系统的稳定和自动化程度将产生深远的影响。断路器的同步操
作是电器智能化的前沿课题。
目前，系统中的断路器在关合电力设备的瞬时，系统电压的初相角通常都是随机的和不确定的，因此会产生过电压。例如，在关合空载变压器、电容器和空载线路时，常常产生幅值很高的涌流和过电压。这样不仅对系统中的设备不利，还可能引起保护误动作，影响电力系统的稳定。而采用同步关合技术不仅可以减少合闸操作的涌流和过电压，提高电能质量和系统的稳定性，而且还可以使系统中的瞬态过程缩短，因此同步关合技术可以大大提高断路器的分断能力。
由FPGA作为执行单元来完成对永磁机构的同步控制可使系统具有很好的可靠性、快速性、以及稳定性，本文就是用DSP-FPGA为核心来实现对永磁机构真空断路器的同步关合的智能控制，其中状态量的采集和执行信号输出将由FPGA来完成，基于FPGA内部的硬件电路结构，可使该系统完全满足控制实时性及可靠性的要求。
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