基于多CPU的智能继电保护系统的设计与研究.pdf

本文围绕基于多CPU架构的智能继电保护系统的设计与研究展开，目的是为了解决电站输电线路保护系统中存在的时间同步问题。智能继电保护系统是电力系统中非常关键的组成部分，它能够快速准确地识别和隔离故障，保证电力系统的安全稳定运行。 智能继电保护系统的核心在于利用现代信息技术和智能化技术对传统的继电保护装置进行升级。通过引入多CPU处理单元，可以对保护系统进行分散控制，提升系统处理速度和可靠性。文章中提到的多CPU系统设计包含了多个模块，如交流变换模块、模/数转换模块、微机通信模块以及人机交互模块等。 在交流变换模块中，装置通过电流变换器和电压变换器将高电压、强电流信号转换为低电压、弱电流信号，便于后续的模/数转换处理。这里提到的电流变换器和电压变换器的数量及作用说明了信号转换的详细程度和系统的复杂性。 模/数转换模块主要负责将模拟信号转换为数字信号，便于进行数据处理。文中提及的16位高精度A/D转换器件，确保了数据转换的准确性和可靠性，这对于提高保护动作的精度至关重要。此外，通过串行数据传输，可以实现多CPU间数据共享，解决了多处理器间数据采集的难题。 保护功能模块是智能继电保护系统的核心，它包括了多个CPU插件，可执行各种保护功能。各个CPU模块拥有专门的分工，例如CPU1主要用于距离保护和相继速动保护，而CPU2则处理零序保护等其他保护功能。CPU3作为备用，可根据需要扩展新的保护功能。双处理器的设计可以进行相互监视，提高了系统的容错能力。 微机通信模块确保了系统的通信能力，它包括了自带的光端机和专用光纤通道。这一部分的设计允许系统在不同传输距离下均能可靠工作，并通过调节光功率来适配不同的传输距离。 人机交互模块是系统与操作人员进行交互的界面，它使得操作人员能够轻松地进行系统监控和管理。人机交互的设计考虑到了易用性和直观性，这对于日常运维是十分重要的。 文章中还提到了系统的时间同步问题，通过以上硬件模块和软件实现的配合，系统能够对输电线路实现精确的时间同步保护。 此外，还提到了双处理器相互监视的设计，其中主处理器负责运行保护程序，辅助处理器负责监视主处理器的工作状况。这种设计有助于系统在主处理器出现异常时立即采取措施，如驱动闭锁继电器，切断相关工作电源，以确保系统安全。 智能继电保护系统的开发和研究涉及到硬件选择、信号处理、软件编程、系统设计等多个方面，需要综合电力系统运行的稳定性、可靠性和安全性需求，以及智能化、网络化的发展趋势来综合考量。文章所描述的系统设计是一个典型的案例，为电力系统继电保护的智能化升级提供了有益的参考和实践经验。