数字化变电站中光电互感器及其合并单元研究

作     者：李鹏 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：游大海

授予年度：2007年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：数字化变电站 光电互感器 光供能 合并单元 同步 

摘      要：数字化变电站是未来变电站自动化系统的发展趋势,其技术背景包括非常规互感器如光电互感器的应用,新一代变电站网络通信标准—IEC61850的制定,以及网络通信技术的发展等。光电互感器及其合并单元是实现数字化变电站的重要装置。 高压侧电子电路供电是有源光纤电流互感器的关键技术之一,目前常见的悬浮式供电方式有很多缺点。本文提出了激光供能的解决途经。 合并单元是高速采集系统和测量控制二次设备之间的桥梁。IEC 60044-7/8和IEC 61850标准都对合并单元进行了定义。标准将合并单元分成三个功能模块:同步功能、多路数据接收与处理功能模块、串口发送功能模块。同步模块接收全站统一同步信号,并给A/D转换器发送采样同步信号;多路数据接收与处理模块接收电子式互感器二次转换器发送过来的多路数据,按照IEC 61850的标准对数据打包;串口发送模块对包进行编码,然后通过光纤以太网传送至间隔层设备。 合并单元功能实现方案基于Coldfire MCF5272处理器和复杂可编程逻辑器件XC95288CL的硬件平台。利用CPLD硬件执行速度快、I/O端口多,以及用甚高速集成电路硬件标准语言(VHDL)编写内部运行程序的特点,实现CRC校验、串并转换、多路数据排序、产生同步采样脉冲信号等功能。Coldfire MCF5272处理器及其内置的以太网控制芯片(MCU)完成数据的打包,编码以及传送。 为了使合并单元与数字化变电站中其他智能电子设备(IED)实现兼容与互操作,必须对合并单元按照IEC61850标准对其进行数据建模。这里首先介绍了IEC61850标准的基本特点和实现的一般方法。在研究IEC61850对象模型内涵的基础上,从分析合并单元的功能入手,研究了合并单元对象模型的属性和抽象通信服务接口,阐述了合并单元对象模型的构建方法。然后讨论、分析了合并单元抽象功能服务的通信映射方法和帧格式。最后简单介绍了用于装置自我描述的SCL配置文件的基本格式。