基于fpga的光电互感器合并单元的方案设计及实现

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1、DesignandRealizationofMe略ingUnitinElectronicTransfomerBasedOnFPGAADisseIrcationSubmittedtoSoutheastUniVersityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYYAOJINGSuperVisedbyPro￡ZHENGJianyongSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniVersityApril2010学位论文独创性声明Ⅲ

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11、lllfiⅧY1761180本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：童心尊_日期：塑幽关于学位论文使用授权的说明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的

12、复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。日期：翌!!：!：翌摘要摘要互感器是电力系统中测量电量、电能计算和继电保护的重要设备，其精度、可靠性与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关。随着电力系统容量的日益增大和电压运行等级的不断提高，传统的电磁式互感器已难以满足电网向自动化、数字化、智能化方向发展的需要。基于

13、光纤通信和数字信号处理技术的新一代光电互感器因具有高精度、高可靠性等特点而逐渐替代电磁式互感器，成为电力系统研究的热点。合并单元是光电互感器与变电站间隔层设备接口的重要组成部分，其研究具有重要的意义。本文首先概述了国内外光电互感器的研究应用情况及实用化研究的难点，并对其基本原理、组成结构做了介绍。然后对起着数字化接口作用的合并单元进行了研究，分析了合并单元的结构原理、通信特点及功能划分，针对合并单元实时性强、数据通信流量大、通信速度快等特点确定了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和ARM的合并单元实现方

14、案，而本文主要研究FPGA部分。在此基础上，将合并单元实现的功能划分为三个功能模块：数据同步接收功能模块、数据处理模块、数据通信模块。(1)数据同步接收模块需同时接收采集器和跨间隔合并单元传输过来的数据，并进行同步处理，故分析比较了脉冲同步法和插值重采样同步法两种同步方案，最终采用插值重采样同步方案。(2)考虑到前端抽样引起频率混叠现象，故在数据处理模块中设计了FIR滤波器，并比较了不同的FIR滤波器实现方法，之后对信号做了相位补偿、数字定标及FIFO排序功能。(3)由于IEC61850中描述的以太网通信

15、方式由删实现，故在数据通信模块中FPGA只实现了FT3帧格式。最后，系统地论述了光电互感器中采集器与合并单元的配置方式，给出了参考配置方案。由仿真实验结果可看出本文设计的合并单元的功能模块都能较好地实现各自的功能，从而解决了合并单元同时处理任务多、通信信息流量大及通信速度要求较高等问题，具有较高的可靠性和实时性。【关键词】光电互感器，合并单元，FPGA，数据同步，FIR滤波器，配置东南大学硕士学位论文ABSTRACTAsaIlimponalltequipmemofrelayprote“onaIldelec

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