基于双DSP的断路器机械特性检测装置

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1、第31卷第5期电力自动化设备Vol．31No.52011年5月ElectricPowerAutomationEquipmentMay2011基于双DSP的断路器机械特性检测装置柳懿，王向军，嵇斗（海军工程大学电气与信息工程学院，湖北武汉430033）摘要：设计了基于双DSP的高精度断路器机械特性测试装置，可在高压、特高压变电站使用。在硬件上采用双DSP结构，对端口和电路板进行抗干扰处理；在软件上对准确设置时间和速度性能指标等方面进行了改进。在装置中增加了石墨断口断路器机械特性测试功能。从在500kV变电站长期的测试表明，该装置能够稳定地进

2、行断路器机械特性的测试工作，测试的结果在精度上好于国内同类型仪器。关键词：DSP；抗干扰；石墨断口；断路器；检测装置中图分类号：TP36；TM56文献标识码：B文章编号：1006－6047（2011）05－0112－050引言2硬件改进设计断路器是电力系统继电保护的终端设备。断路2.1双DSP设计器性能的可靠性直接关系到电力系统的可靠运行，很多国内的测试设备把数据记录和计算分析放真空断路器的可靠性在很大程度上取决于其机械操在一起进行，存在采集频率过低，存储器容量不够，作系统的可靠性，统计表明，运行中的故障大部分是或在时序上采集与存储、计算

3、、分析等出现重合等问机械操作系统故障［1-2］题，最终导致测量的结果不准确［4］。。对于500kV以上电压等级变电站内的断路本装置在分析了以上问题之后，采用了双DSP的器，由于现场电场的干扰太大，国内设备根本不能方法进行改进，采样DSP只负责操作动作的输出和正常工作，这些场所就只能使用国外的设备［3］信号数据的采集。改进之后的装置具有2个优点。。为了解决国内检测装置存在的不足，本装置重a.系统频率提高到40MHz，采集的周期减小到点从提高测量精度和抵抗高压变电站的干扰电场20.05ms，使得测试的结果更加精确。个方面考虑，进行合理有效的设

4、计，通过现场的实验，b.充分利用DSP的数据空间，让全部的扩展数取得了良好的检测效果。据空间存储记录的数据。这样可以更加完整地记录断路器分、合过程，更准确地确定弹跳时间、弹跳次1整体设计数等性能指标。本装置采用双DSP的方式进行，把测试信号的2个DSP通过SPI进行通信，采样DSP在采集完采样与计算分析分开。这样做是由于所测试的断路测试数据后，直接传送到另一个计算DSP。由于SPI器机械特性时间参数非常短暂，单独用一个DSP进行的传输速度可达到10Mbit／s，整个的传输时间最采样可以更准确、更完整地记录测试信号的所有信多只需要0.2s，

5、在时间上对最后得出结果不造成影息。另一个DSP重点负责对采样的数据进行计算和响。计算DSP在接收完数据后，开始对记录的数据分析、显示等工作。装置整体结构框图如图1所示。进行计算分析，可以将测试结果的数据和图形显示到液晶屏上，也可以通过热敏高速打印机打印出测试数操作动液晶据以及简单的图形供测试人员使用。其优点在于充作输出显示分地利用DSP计算快速的优势，更快地得到测试结信号采样DSP计算DSP键盘果。由于单独的DSP可以有更加充足的数据空间，可采集板以使液晶屏和打印机上显示的结果图形更加丰富，更PC热敏打印机加快捷、准确、详细地告诉测试人员

6、测试结果。2.2抗干扰设计图1装置整体结构图近些年来，我国的高压、特高压变电站越来越多，Fig.1Blockdiagramofdevicestructure这些100kV以上电压等级的变电站中的静电场非收稿日期：2010-08-14；修回日期：2011-03-01常大，特别是断路器设备上存在几百甚至上千伏的基金项目：中国博士后科学基金资助项目（200902670）静电场。本装置在总结国内设备出现的问题和国外ProjectsupportedbytheChinaPostdoctoralScienceFoundation（200902670）设

7、备抗干扰处理的基础上，进行了以下几点改进来第5期柳懿，等：基于双DSP的断路器机械特性检测装置提高设备对测试现场的抗干扰能力。低阻抗电源分配系统，可以有效地减小公共阻抗耦2.2.1模块化处理合干扰。同时，地线层可以使辐射环路变小，这有利根据功能，把装置分为控制CPU、计算CPU、数于减小系统的差模辐射和提高对外界辐射干扰的抗字量信号采集、模拟量信号采集、输出控制等模块［5］。扰度［7］。每个模块都单独制板，把每个模块中的电源和地分开，b.数字量信号采集模块对每一路通道采用单避免了由电源产生的干扰。模块与模块之间用屏蔽独的隔离电源供断口时间

8、测量使用，保证了每个断线进行连接，最大限度地减少各个模块之间的互相口的测量都是独立的，相互之间没有任何干扰。经过干扰。每个模块都加装了一个屏蔽罩，屏蔽罩与机箱采集放大后的信号，利用光电隔离器件