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断路器是电力系统中重要的控制和保护设备,对维护电力系统的安全、稳定和可靠运行起着重要的作用。如何使断路器高度智能化,并且更安全和可靠,是电力系统保护的发展要求,也是本论文研究的目的。本论文在深入研究了智能断路器国内外发展状况的基础上,精心设计了以数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)和复杂可编程逻辑器件CPLD(Complex Programable Logic Device)为核心的系统硬件。DSP是智能断路器测控单元的核心器件,它实现断路器的各种保护、报警、显示与控制功能。CPLD完成状态量的监测,以及各种逻辑信号的输出。两种器件相互配合使得断路器系统更加智能化。本论文研究了断路器测控单元的测量原理及保护算法,并进行了具体的硬件和软件模块的设计,旨在实现断路器的智能保护、远程控制和集中管理。本设计以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407为核心。硬件设计主要包括信号调理模块设计、信号采样模块设计、保护执行模块设计、CPLD模块设计和输入输出模块设计。并且利用TMS320LF2407本身具有的CAN(Controller AreaNetwork)2.0模块,通过CAN总线实现断路器和上位机的通信,实现遥测、遥调、遥控、遥信等“四遥”功能。软件采用模块化设计,每一个模块相对独立,完成某个特定功能,便于维护和添加新功能,并且调试灵活方便。文中给出了主程序及各个子程序的流程图,其中子程序有数据采集子程序、FFT(Fast FourierTransform)计算子程序、液晶显示子程序、短路瞬时保护子程序、过载长延时保护子程序、接地故障保护子程序和短路短延时保护子程序等。并且设计中充分考虑了断路器工作环境的恶劣性,分析了各种干扰的来源,并针对各种干扰采取了对应的软件和硬件的抗干扰措施。最后,为了验证全波傅氏算法能否满足电网数据处理精度的要求,利用MATLAB搭建仿真平台,对其进行了仿真。结果表明全波傅氏算法能达到系统的要求。