基于DSP和单片机双CPU结构的电动机综合保护器

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, D# Z: z% e5 \; r1 Z  R+ d摘要:为适应继电保护装置保护、 测量、控制与通信功能- -体化的需要,结合
) O2 o0 H+ T  x" N9 u: bDSP精度高、运算能力强、硬件资源丰富和单片机控制能力强等特点,开发了一款以
TMS320LF2407A和W78E516B为核心的双CPU结构的电动机综合保护器。介绍了系
统的主要功能并重点介绍了保护功能和测量算法，给出了系统的硬件结构软件框图和
运放升压的零点偏置电路,实现了模拟信号由双极性向单极性的转换。提供了Devi-
2 U5 ^1 `. m- l$ K% yceNet通信接口。联网测试、动态模拟试验表明，该保护器能对35 kV及以下电压等级
的中压电动机提供有效的保护及基本的测量与控制,且具有良好的可靠性、重复性及较
强的通信能力。
关键词:电动机综合保护器;数字信号处理器;单片机
0引言
现已广泛应用的基于单片机的电动机保护器
存在功能简单、处理能力差、计算速度慢、保护原
理不够完善和网络性能差等缺点,因而限制了其
7 w* D' u  Z1 f; t应用与发展[1]
9 ~# s3 y1 m$ ^* o( p基于超大规模集成电路技术和计算机技术发
2 ?' O7 {: l1 b, N' J, Q5 e展起来的基于哈佛总线结构的数字信号处理器
(DSP)具有体积小、功能强、功耗低、性价比高等
  Z8 T8 A2 w/ V4 |: }3 f5 p优点[2,3]
9 Z2 t+ M$ P' g5 c8 r,通过比较现有各种电动机保护器的功
, P  \9 _9 }! e: e能以及考虑市场需求，本文确定采用DSP
(TMS320LF2407A )和单片机( W78E516B )构成双
. S4 ^, P3 k1 q  n9 I$ ICPU结构的电动机综合保护器。充分利用DSP
强大的运算能力和丰富的外围接口电路以及单片
; n- m6 V' p+ _$ J6 [机较强的控制能力,并成功将DeviceNet总线应用
- O/ F1 D" s- Q- ~# a于现场数据通信,从而使本装置集保护、测量、控
# Z! W# j- Z+ Y8 C制、通信和故障记忆等功能于一体，提高了装置的
整体性能和网络化、智能化水平。
1系统功能特点
% {9 A! s: P7 A2 M3 |2 c9 Q4 C# [本文所研制的电动机综合保护器以
5 t6 @3 _: n( b2 z, ]TMS320LF2407A和W78E516B为主体配置,其中
DSP主要负贵数据采集、计算、故障判断、通信及
故障记忆等;单片机主要负责人机接口,即键盘和
液晶显示。两个CPU之间通过串行通信进行数
: f5 E$ T/ d7 t8 g) d5 C: O+ X据交换,从而使两个处理器独立工作,互不影响,
提高了装置的硬件可靠性。实现了全汉化液晶显
示和菜单式操作,其系统参数、保护参数和时钟参
0 ]% A: l0 {3 P5 g数等各信息的查询和设置清晰直观简单明了,用
% q9 n3 e8 ?% ~户界面友好。采用模块化软件编程技术，提高了
* ?1 S( w4 R8 Z) {8 J; f系统软件的可靠性和可移植性。可为3、6、10、35
kV等电压等级的中压电动机提供有效的保护及
- Q! Q, [- a2 b基本的测量与控制。
4 r) T3 m! i2 _# \9 j5 A  v" m' `1.1系统主要 功能
8 Y, o! h9 l4 I/ m本装置实现的功能以保护为主,测量、控制为
辅,其主要功能分为:
(1)保护功能。电流速断保护、堵转保护、反
时限热过载保护、两段式负序电流保护、启动时间
  g) O) J8 C" A过长保护、频繁启动保护接地保护(零序电流保
; C" L/ x+ l* O8 z5 f6 P护)、低压保护、过压保护、欠载保护。
- \/ D' R! i8 u5 @(2)报警功能。CT断线报警、PT断线报警、
( e9 P% R( ?* W+ U8 n$ h/ a. x控制回路断线报警、热过载报警、接地报警、欠载
( D4 F9 B; T. m0 p/ z7 r报警。
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Monika

现已广泛应用的基于单片机的电动机保护器存在功能简单、处理能力差、计算速度慢、保护原理不够完善和网络性能差等缺点