? 華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)微機繼電保護測試儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的微機繼電保護測試儀設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“微機繼電保護測試儀“高壓設備供應商而努力。

? 隨著(zhù)電力系統的日趨復雜，繼電保護裝置對 軟、硬件提出了更高的要求。目前，微機保護系統 的處理器一般采用高性能單片機、數字信號處理器 DSP和可編程邏輯器件PLD等來(lái)提高處理器性能。 但是，隨著(zhù)繼電保護系統向多功能、智能化、可視 化及網(wǎng)絡(luò )化方向的發(fā)展，這些芯片已經(jīng)不能完全滿(mǎn) 足需求。因此，在設計新的微機保護裝置時(shí)，有必 要選用高性能、低成本的新型處理器。近年來(lái)，ARM 處理器憑借高性?xún)r(jià)比、低功耗等特點(diǎn)，在嵌入式領(lǐng) 域獲得了廣泛應用。而此／0S—II作為一種免費的、 性能卓越的嵌入式操作系統，為微機保護軟件提供 了統一的開(kāi)發(fā)平臺。本文結合工程實(shí)踐，對上述二 者在微機繼電保護中的應用作些討論。

保護裝置的硬件系統設計

? 微機保護裝置將待保護系統送來(lái)的電流、電壓 信號，經(jīng)電流、電壓互感器變換后產(chǎn)生低電壓信號 送入主模板比1。主模板內的AT91RM9200運行片內的 保護軟件，進(jìn)行信號采樣，完成各種數值運算、分 析及處理，從而確定待保護系統的運行狀態(tài)。如有 故障，則由處理器經(jīng)模板發(fā)出跳閘動(dòng)作信號，以保 護系統。同時(shí)通過(guò)各種通信方式將保護動(dòng)作信息送 入管理模板和上位機，記錄和保存數據并報警。硬 件系統采用模塊化設計，可分為電流互感器／電壓互 感器模塊、A／D轉換單元、開(kāi)入／開(kāi)出單元、人機交 互單元、存儲器單元、對外通信單元及電源模塊等， 硬件主體結構如圖l所示。

? 2．1 A／D轉換單元 A／D轉換是微機保護的關(guān)鍵功能，采樣芯片選 用AD7329。該芯片是一款真正雙極性、8通道、低 功耗、帶符號位的12 bit、1 MSPS轉換速率ADC， 輸入電壓范圍達±10 V，因此可以將輸入噪聲的影 響降到最低，同時(shí)提供很高的直流和交流阻抗。

? 2．2存儲器單元 由于移植實(shí)時(shí)操作系統的需要，本系統采用兩 片容量較大的SDRAM(IS42S16160B)，每片32船， 構成32位的高速數據總線(xiàn)，用于存放程序代碼和各 種數據。采用一片32肥的NOR FLASH(TE28F256J 3C)，用于固化操作系統、應用程序代碼、操作過(guò)程 中的事件信息和錄波數據。另外，采用一片32 KB 的E2PROM用于存放需要經(jīng)常讀寫(xiě)的保護定值。

? 2．3通信單元 考慮到電力系統中大數據量和實(shí)時(shí)數據傳輸 的需要，根據AT91RM9200微處理器的特點(diǎn)，本系統 設計了CAN、以太網(wǎng)、RS232／485、光纖、USB。CAN 控制器采用完全支持CAN總線(xiàn)V2．0A和V2．0B技術(shù)規 范，通信速率為1 Mb／s、SPI接口的MCP2510?？紤] 到光纖傳輸距離遠、頻帶寬、發(fā)射天線(xiàn)小、保密性 好及抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，將光纖和以太網(wǎng)通信結合 起來(lái)，充分發(fā)揮二者的優(yōu)越性，可大大提高系統的 應用范圍和可靠性∞。系統采用IPll3A作為以太網(wǎng) 至光纖收發(fā)器，IPll3A是二端口(包括TP端口和FX 端口)10／100Mbps以太網(wǎng)集成交換器，由一個(gè)二端 口控制器和一個(gè)以太網(wǎng)快速收發(fā)器組成；遵守 I EEE802．3x規貝0。

? 隨著(zhù)ARM處理器技術(shù)的不斷發(fā)展和應用的不 斷推廣，A剛處理器在電力系統中必將得到更廣 泛的應用。而嵌入式實(shí)時(shí)操作系統R：I’oS在微機保 護的應用，為實(shí)現復雜的保護功能提供了可能。文 中討論的基于嵌入式AT9lRM9200微處理器的微 機保護裝置已完成現場(chǎng)調試，初步試運行效果表明， 該設計是成功的，受到用戶(hù)方的認可，有望得到大 力推廣。

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