【摘 要】
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继电保护装置是一种实时监测电力系统运行状况并判别电力系统中的各种故障自动切除故障以保证电力系统正常运行的自动化装置,它对电力系统安全可靠的运行起着十分重要的作用
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继电保护装置是一种实时监测电力系统运行状况并判别电力系统中的各种故障自动切除故障以保证电力系统正常运行的自动化装置,它对电力系统安全可靠的运行起着十分重要的作用。随着电力系统对继电保护装置性能要求的不断提高,操作系统的实时性、可靠性以及可扩展能力对继电保护装置的性能具有越来越大的影响。VxWorks在实时性、可靠性和可扩展能力上的优越性能,为实现继电保护装置更好的性能提供了条件。
本研究首先建立了继电保护软件系统响应的时间模型,利用递推的数学方法推导出了软件系统实时性要求的理论依据,为后面的结果分析提供了理论基础。然后采用模块化的设计思想,在以SEP4020微处理器为核心的硬件平台上设计了基于VxWorks操作系统的继电保护装置软件框架,包括交流采样、数据处理、继电保护、通信、人机交互和信息记录等功能模块；开发了板级支持包(BSP),将VxWorks操作系统移植到继电保护硬件平台上,实现了bootrom和VxWork Loadable映像的动态加载；详细阐述了采样频率分别为1.0KHz和1.6KHz下的系统各功能模块的软件设计和实现,并对系统实时性能影响最为关键的数据处理程序进行了包括快速查表、快速开方在内的优化设计,使数据处理速度提高了55％。采用继电保护测试仪PW30A测试了继电保护装置的性能,分析了操作系统本身的实时性能对继电保护装置实时性能的影响。测试结果表明电流、电压的测算精度误差控制在1.0％以内,保护动作误差控制在O.5％以内,达到了继电保护国家标准,在1.0KHz的采样频率下,保护周期控制在6ms以内,在1.6KHz的采样频率下,保护周期控制在8.125ms以内,实时性能良好。
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