10kv線路微機保護裝置軟件的設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 udeincludemain（void）{int i,。double f[256]。for（i=0。i=255。i++）。{f[i]=sin（2**i*1000/8000）+*sin（6**i*2500/8000）。printf（%1d,（long）（f[i]））。}{ 輸入信號波形圖（2） 濾波器系數h（n）的獲取設計一個FIR低通濾波器，其截止頻率fc= 1500Hz，抽樣頻率fs=8000Hz，階數N=17，選擇 Hamming窗。利用MATLAB軟件設計濾波器方法有很多，可以采用FDATool濾波器設計分析工具箱和 SPTool信號處理工具，還可以直接編程實現。在此采用編程實現,代碼如下： h=fir1（16,1500/8000*2）；得到17個濾波器系數。理論上，上述輸入信號（頻率為1000Hz和2500Hz的正弦波合成的波形）經過此低通濾波器濾波后的輸出信號應該為頻率為1000Hz的正弦波。 輸出信號波形 保護裝置的采樣算法 采用傅氏變換算法導數式算法是針對理想正弦信號進行計算，由于故障時的電流、電壓波形畸變很大，此時不能把他們假設為單一頻率的正弦函數，而應該假設它們是包含各種分量的周期函數，這時就要采用傅氏變換算法。傅氏變換算法來自于傅里葉級數，以電流為例，即一個周期性函數I（t）可用傅里葉級數展開為各次諧波的正弦項和余弦項之和，即： （）式（）中，n為自然數，n=0,1,2……表示諧波分量次數。于是電流中的基波分量可表示為： （）還可以表示為一般表達式： （）式（）中，為基波有效值；為t=0時基波分量初相角。將用和角公式展開，再與式（）比較，可以得到： （） （）從式（）和式（）可以看出，只要求出基波的正弦幅值和余弦幅值，就很容易救得基波的有效值和初相角。根據傅氏級數的逆變換原理可求的和： （） （）在用微機計算和時，通常都是采用有限離散方法算得，即將用各采樣點數值代入，通過梯形法就和來代替積分法。考慮到時式（）和式（）可表示為 （） （）式中，N為一周采樣點數；為弟k次采樣值；、分別為k=0和N時的采樣值。當N=12時采樣間隔一般用角度表示為。由于上述和是對一周波N個采樣點求和所以其數據窗為一周波，故稱其為全波傅氏算法。根據式（）和式（）基波的有效值和相角： （） （）傅氏變換算法可以計算周期性時間函數，還可算出初相位角，其積分運算結果同樣具有數字濾波功能，運算工作量也不大。 主程序設計。 主程序流程圖線路保護裝置的程序使用C語言編寫，按照不同的功能如顯示，A／D，外部中斷等，對程序進行了模塊化設計，方便了調試和修改。軟件設計分為整定測試部分和故障判斷處理2個部分。整定部分是對各種保護定值和時限按照規定的步長和范圍進行整定。交流信號通過低通濾波器，進入AD8364采樣，運用傅氏變換算法對電流的幅值和初相位進行計算得到有效值。使用CPU的外部中斷測量頻率和相位角差。故障判斷處理程序是根據測試部分得到的電流、頻率等參數，與存儲的整定數值進行比較，按照各種故障的判據，進行分析，如果符合某種故障的條件則馬上啟動對應的保護動作如報警或跳閘等，并生成故障報告。 故障處理與A／D交流采樣程序設計故障判斷與處理程序是本保護裝置軟件程序的核心部分，故障判斷程序對進過算法處理的采樣數據，經過保護算法判斷，當符合故障判據，則故障處理程序將啟動相應的保護動作，本裝置使用ADS8364作為采樣芯片。采樣中斷不能夠被其余中斷打斷，否則會引起采樣間隔出錯，所以必須設置為最高優先級中斷。本裝置采用每周波40點采樣，采樣中斷由計時器定時觸發，對測量電流和電壓進行采樣，測量電流和電壓的采樣是由ADS8364完成的，ADS8364具有16bit精度。，采樣中斷可以分為5個部分：采樣、對采樣值調整、對采樣隊列的調整保護計算和啟動計算。故障判斷流程圖為： . 故障判斷流程圖 液晶顯示程序設計 MGLS12864的結構和特性MGLS12864點陣圖形液晶顯示模塊的顯示屏是一塊12864點陣的液晶顯示屏，它以一片HD61203U作為64路行驅動器，兩片HD61202U組成128點列的列驅動器組。他能顯示ASCⅡ字符、漢字和各種曲線，可與單片機連接構成功能強、結構簡單的人機界面，因此廣泛用于各種智能儀表和控制系統。HD61202U是帶顯示存儲器的圖形液晶顯示列驅動控制器，其特點是內置6464位顯示存儲器，可以直接與計算機總線連接。但它本身不能生成顯示時序，所以需要與相應的帶振蕩器和顯示時序發生器的行驅動器HD61203U配套才能形成一個完整的液晶驅動和控制系統。MGLS12864模塊有18個引腳，118引腳為背光燈提供電源；2引腳為兩個片選信號，組合功能定義是：、為00時禁止使用，01時選左區，10時選右區，11時未選；3為GND；4為Vcc；5為液晶顯示驅動電源V0；6為數據、指令選擇D/；7為讀/寫選擇R/；8為使能信號E；9～16為數據總線AD7～AD0。 MGLS12864引腳序號符號狀態功能1輸入片選A，低電平有效2輸入片選B，低電平有效3GND電源地4VCC邏輯電源正5V0液晶顯示驅動電源6D/輸入數據、指令選擇信號7R/輸入讀/寫選擇信號8E輸入讀寫使能信號9～16AD7～AD0三態數據總線 軟件設計內置HD61202U液晶顯示模塊的軟件特性，這是指HD61202U的指令功能。HD61202U一共有七條指令，分別解釋各條指令的功能，并對使用不同的指令時D/、R/信號的狀態給予說明。（1）讀寫狀態（D/=0，R/=1）BUSY0ON/OFFRESET0000BUSY:BUSY=1，內部正工作，不能訪問；BUSY =0時，等待訪問。ON/OFF：ON/OFF=1時，關顯示狀態；ON/OFF=0時，開顯示狀態。RESET:RESET=1時，復位狀態；RESET=0時，正常工作狀態。在每次對HD61202U操作之前，都要讀出狀態字判斷BUSY是否為“0”。若不為“0”，則需要等待，直到BUSY=0為止。（2）顯示開關設置（D/=0，R/=0）0011111DD=1為開顯示，D=0為關顯示設置。（3）顯示起始行設置（D/=0，R/=0）11L5L4L3L2L1L0L5～L0為顯示起始行的地址，取值在0～3FH（1～64行）范圍內，它規定了顯示屏上最頂一行所對應的顯示存儲器的行地址。（4）頁地址設置（D/=0，R/=0）10111P2P1P0HD61202U將顯示存儲器分成8頁，由指令代碼中的P2～P0確定當前所要選擇的頁地址，取值范圍為0～7H，代表弟1～8頁。（5）列地址設置（D/=0，R/=0）01C5C4C3C2C1C0該指令設置列地址計數器的內容，列地址由C5～C0確定，其取值在0～3FH（1～64）內。每次讀/寫數據后，列地址計數器將自動加一。（6）寫顯示數據（D/=0，R/=0）D7D6D5D4D3D2D1D0該指令將8位數據寫入先前已確定的顯示存儲器的單元內。操作完成后列地址計數器自動加一。（7）讀顯示數據（D/=1，R/=1）D7D6D5D4D3D2D1D0該指令將HD61202U接口輸出寄存器內容讀出，然后列地址計數器自動加一。 基本子程序MGLS12864的顯示屏分左、右兩區，分別有兩片HD61202U控制。 HD61202的操作流程液晶顯示程序流程圖如圖。 液晶顯示程序流程圖 液晶顯示初始化，對屏幕進行清屏，然后進行寫操作，CPU寫入8位控制字，8位數據，然后發送到80C196，液晶顯示數據，然后返回。 鍵盤設計本裝置的鍵盤采用32的行列式鍵盤，、分別對應于6個按鍵。 鍵盤鍵盤程序流程圖為： 鍵盤掃描程序流程圖 首先對鍵盤進行掃描，查看是否有鍵閉合，若無建立無效標志，同時返回。有鍵閉合則延時去鍵抖動，再次掃描鍵盤，找到閉合鍵并計算鍵值。釋放閉合鍵成功，建立有效標志然后進行返回。4 CDT規約及其設計 電力系統通訊規約通信規約（協議）是指通信雙方必須共同遵守的題中約定，也稱為通信控制規程或傳輸控制規程。通信規約的信息傳送格式包括收發方式、傳送速率、幀結構、幀同步字、位同步方式、干擾措施等。信息傳送的具體步驟分為將信息分類、分循環周期傳送，系統對時數據收集方式和設備狀態監視方式。電力系統通訊規約按照傳輸方式分為循環式通訊規約（CDT）和問答式通訊規約（Polling）。按傳輸基本單位分為面向字符的通信規約和面向比特的通信規約。 CDT規約及其設計CDT循環遠動規約適用于點對點的通道結構，采用可變幀長、多種幀類別的循環傳送方法，優先傳送變位遙信，隨機量和插入量采用不同形式傳送信息。每幀分為若干類型，分別以“幀類別”編碼來加以區別，每幀長度按實際需要而定。CDT規定了電網數據采集與監控系統中循環式遠動規約的功能、幀結構、信息字結構和傳輸規則等。CDT適用于點對點的遠動通道結構、循環字節同步方式傳送遠動設備與系統和調度所間以循環式遠動規約轉發實時信息的系統。本規約采用可變幀長度、多種幀類別循環傳送、變位遙信優先傳送，重要遙測量更新循環時間較短，區分循環量、隨機量和插入量采用不同形式傳送信息，以滿足電網調度安全監控系統對遠動信息的實時性和可靠性的要求。 幀結構幀結構如表5所示。每幀都以同步字開頭，并有控制字，除少數幀外均應有信息字。信息字的數量根據實際需要設定，幀長度可變。 同步字控制字信息字1……信息字N同步字控制字（1）同步字結構同步字按通道傳送順序分為3組EB90H，即11l0Il、1000000，? 。為保證通道中傳送順序，寫入串行口的同步字排列格式如表6（a）所示。（2）控制字結構控制字共有B1B66個字節，如表6（b）（3）信息字結構每個信息字由BnBN+56個字節構成：功能碼一個字節、信息、數據碼4個字節和校驗碼一個字節。 幀中的字結構（a）同步字排列格 （b）控制字 （c）信息字 b7 b0 b7 b0 b7