基于DSP+FPGA的斷路器同步關(guān)合控制平臺的研制

介紹了基于新型高性能DSP芯片TMS320F2812和現(xiàn)場可編程門陣列ACEXEPlK208-3FPGA實現(xiàn)的斷路器同步關(guān)合控制平臺的設(shè)計，控制單元采用嵌人式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)pC/OS-II作為系統(tǒng)軟件平臺，以DSP作為主控制單元，F(xiàn)PGA作為執(zhí)行單元，用VHDL語言實現(xiàn)執(zhí)行電路的設(shè)計，該方案提高了系統(tǒng)運行的可靠性并且利于系統(tǒng)功能擴展，并已在實驗室調(diào)試通過。
隨著微處理器技術(shù)，電力電子技術(shù)和智能控制理論的迅速發(fā)展及其在電器領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們提出了電器智能化的概念。斷路器是電力系統(tǒng)終端設(shè)備之一，其智能化的水平對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和自動化程度將產(chǎn)生深遠的影響。斷路器的同步操
作是電器智能化的前沿課題。
目前，系統(tǒng)中的斷路器在關(guān)合電力設(shè)備的瞬時，系統(tǒng)電壓的初相角通常都是隨機的和不確定的，因此會產(chǎn)生過電壓。例如，在關(guān)合空載變壓器、電容器和空載線路時，常常產(chǎn)生幅值很高的涌流和過電壓。這樣不僅對系統(tǒng)中的設(shè)備不利，還可能引起保護誤動作，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。而采用同步關(guān)合技術(shù)不僅可以減少合閘操作的涌流和過電壓，提高電能質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且還可以使系統(tǒng)中的瞬態(tài)過程縮短，因此同步關(guān)合技術(shù)可以大大提高斷路器的分斷能力。
由FPGA作為執(zhí)行單元來完成對永磁機構(gòu)的同步控制可使系統(tǒng)具有很好的可靠性、快速性、以及穩(wěn)定性，本文就是用DSP-FPGA為核心來實現(xiàn)對永磁機構(gòu)真空斷路器的同步關(guān)合的智能控制，其中狀態(tài)量的采集和執(zhí)行信號輸出將由FPGA來完成，基于FPGA內(nèi)部的硬件電路結(jié)構(gòu)，可使該系統(tǒng)完全滿足控制實時性及可靠性的要求。