文档介绍：摘要
基于 DSP+ARM 的变压器保护装置算法研究及其实现
摘要
随着变电站综合自动化的发展,特别是现代新材料、新工艺的发展,变压器容量不
断增大,对变电站主设备变压器保护的快速性和可靠性也提出了更高的要求。在此背景
下,设计一套采用 DSP+ARM 双 CPU 和嵌入式实时操作系统的微机变压器保护装置方
案,以满足变电站综合数字化、自动化、人工智能化和网络化的发展要求。
系统的 DSP+ARM 的双 CPU 结构。采用一片 TI 公司的 TMS320F2812DSP 芯片和
一片三星公司的 S3C2410ARM9 芯片作为微控制器。DSP 板主要完成测量、计算、保护、
控制、录波和通信方面的功能;ARM 板主要完成网络通信和人机接口功能。采用高性
能的 32 位 DSP2812+16 位的 AD7656 芯片作为核心硬件平台,极大的提高数据处理的
速度和精度。采用 CPLD 取代传统分立的逻辑器件,提高系统的抗干扰能力和可靠性。
ARM 配置多种通信接口,使得通信更加完善和稳定。系统软件分别采用源代码公开的
嵌入式实时操作系统μC/OS-II 和 Linux。软件采取模块化结构设计的思想,使得其整体
结构十分清晰,而且各个模块比较独立,保证系统的整体性能可靠。
论文首先研究比较变压器励磁涌流的鉴别方法,采用了二次谐波原理做为系统鉴别
励磁涌流的方法。在 DSP 平台上分析了保护核心算法 FFT 的计算时间和精度,能满足
在采样数据不丢失的情况下,完成 15 路模拟量的 FFT 计算的要求。在设计的 DSP+CPLD
+AD7656 采集卡硬件电路基础上,成功移植了μC/OS-II 操作系统。在考虑任务间的联
系和优先级情况下,详细研究变压器保护装置的应用程序在μC/OS-II 平台上任务的划
分和设计。还对装置采集卡部分的硬件、采样程序和各个保护模块程序进行测试,结果
表明能达到设计要求。
关键词:变压器保护,励磁涌流,FFT,DSP,嵌入式操作系统,μC/OS-II,ARM
I
Abstract
STUDY AND IMPLEMENTATION OF THE ALGORITHMS FOR
THE TRANSFORMER PRETECTION DEVICE BASED ON
DSP AND ARM
ABSTRACT
With the development of Substation Integrated Automation System,especially with the
evolution of the modern material and new crafts,and the capability of power transformers
ing larger,the requirement for transformers protection es much stricter. Based on
this, the paper proposes a design project of microprocessor tansformer protection device
based DSP+ARM and embedded RTOS. To meet the SIAS developing direction of
digitalization, automation, intelligence work.
The design of device hardware adopts DSP and ARM as double CPU configuration. It
uses the TMS320F2812DSP made in pany and the S3C2410ARM9 made in Samsung
company. DSP is responsible for measure 、 protection 、 control 、 fault recording and
communication, ARM is responsible for munication management and provides the
Human Machine Interaction interface, etc. The system adopts high speed 32bits DSP2812 and
16bits high accurate AD sampling chip AD7656,which advances the device's