论文部分内容阅读
随着牵引供电系统和高速铁路的快速发展,牵引变电站对综合信息的采集和处理能力也提出了更高的要求。牵引供电系统由于其特殊性,如单相负载造成大量负序电流、电压；特殊回流方式(架空回流、轨回流和地回流)等,使得仅仅只记录故障时的电量信息等已不能满足牵引供电系统的要求。因此研究一个可以记录牵引变电所故障时和正常运行时所内电流、电压、有功无功等有关电气参数和非电气参数的综合信息采集系统就显得尤为重要。本文设计部分的核心是对综合信息采集系统录波信息采集装置(下位机)和录波分析子站(上位机)的设计。而由于上面提到的牵引供电系统的特殊性,一般的电力系统录波采集装置(电力系统故障录波器)并不能完全满足牵引变电所的要求。为了适应各种简单和复杂事故情况下故障的迅速准确识别,需要设计符合牵引供电系统特点的录波信息采集装置。而录波信息采集装置所采集的录波数据将传输给录波分析子站进行波形分析处理,为牵引变电所内故障分析及对各种保护动作行为的分析和评价提供了主要依据,在事故的调查和分析中将发挥重要的作用。本文先对牵引变电所综合信息采集系统进行阐述,然后在电力系统故障录波器的基础上结合牵引供电系统的特点,对牵引变电所综合信息采集系统下位机和上位机的软件部分进行设计。下位机设计基于C语言编程环境,先对下位机硬件部分进行简单阐述,然后提出下位机的软件设计方案,下位机选用TI公司的OMAP-L137双核芯片,具体设计包括了DSP系统的设计和ARM系统的设计。其中,DSP系统完成数据采集的功能；ARM系统完成数据通信传输和控制功能；DSP和ARM之间的数据交换通过芯片的128kb共享RAM来完成。在数据采集的过程中,DSP还要完成录波启动判据的判断,启动判据包括模拟量启动判据和开关量启动判据。上位机软件设计基于Delphi平台,通过Delphi编程完成上位机的软件设计。软件设计包括6个模块：文件管理模块、通信模块、COMTRADE格式转换模块、录波设置模块、波形显示模块和波形分析模块。通过模块化的设计,上位机软件系统能实现多种复杂的功能。在波形分析模块中,通过数据算法设计和Delphi编程完成谐波分析、频率分析、相量分析和故障简报的生成,并在软件界面以多种形式进行显示。在波形显示模块中,对COMTRADE格式文件进行读取、解析,并在软件界面上将录波数据以波形的形式进行显示。