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基于FPGA的电子式互感器数据采集系统的设计

发布时间:2018-11-16 18:50
【摘要】:电能是国民经济各领域广泛应用的最为重要的能源,电力系统在国民经济的发展中发挥着举足轻重的作用,其发展和变化受到世界各国特别是发达国家的高度重视。进入21世纪,智能电网成为电力系统发展的新方向。智能数字化变电站是智能电网的重要组成部分,用于测量、保护、控制等各个方面的电力设备开始从模拟信号传输转为数字信号传输。因此电子式互感器应运而生。本文以IEC60044-7/8电子式电流电压互感器标准为基础,参考IEC61850-9-1/2标准,对电子式互感器采集系统的通信特点和功能进行了详细的分析和研究,以FPGA+AD7606为硬件平台,完成了8通道电子式互感器采集系统的设计。首先,对采集系统的FPGA外围硬件电路进行设计,包括AD7606外围电路,光纤通信电路以及串口通信电路。然后设计了基于FPGA的系统数据采集模块,数据处理模块,数据发送模块三大模块。采用Verilog HDL语言编程设计了包括秒脉冲有效性检测,采样脉冲同步信号生成,AD7606采样的数据懫集模块;FIFO, FIR数字滤波器,CRC校验码生成,FT3数据组帧的数据处理模块;曼彻斯特编码,UART串口传输的数据发送模块,并用Modelsim软件完成了对各模块的功能仿真和验证。一最后,将设计的基于FPGA的电子式互感器采集系统下载到开发板进行实验,将实际采集并处理后的数据经过USB接口发送到上位机,准确的解析出了 FT3数据帧,采集的数据精度符合要求,证明了设计的正确性和可行性。
[Abstract]:Electric energy is the most important energy widely used in various fields of national economy. Power system plays an important role in the development of national economy, and its development and change are highly valued by countries all over the world, especially developed countries. In the 21 st century, smart grid has become a new direction of power system development. Intelligent digital substation is an important part of smart grid, which is used to measure, protect, control and other aspects of power equipment from analog signal transmission to digital signal transmission. As a result, electronic transformers emerge as the times require. Based on the IEC60044-7/8 standard of electronic current-voltage transformer and referring to the standard of IEC61850-9-1/2, the communication characteristics and functions of the acquisition system of electronic transformer are analyzed and studied in detail in this paper. FPGA AD7606 is used as the hardware platform. The design of 8-channel electronic transformer acquisition system is completed. Firstly, the FPGA peripheral hardware circuit of the acquisition system is designed, including AD7606 peripheral circuit, optical fiber communication circuit and serial communication circuit. Then the system data acquisition module, data processing module and data sending module based on FPGA are designed. The Verilog HDL language is used to program and design the modules including second pulse validity detection, sampling pulse synchronous signal generation, AD7606 sampling data collection module; FIFO, FIR digital filter, CRC check code generation, FT3 data set frame data processing module. Manchester coding, UART serial transmission data transmission module, and Modelsim software to complete the functional simulation and verification of each module. Finally, the designed electronic transformer acquisition system based on FPGA is downloaded to the development board for experiment, and the actual collected and processed data is sent to the upper computer through the USB interface, and the FT3 data frame is accurately analyzed. The accuracy of the collected data meets the requirements and proves the correctness and feasibility of the design.
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM45;TP274.2

【参考文献】

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10 舒平平;王小军;赵嘎;杨军;;基于FPGA的曼彻斯特编码DSG的设计与实现[J];实验科学与技术;2012年04期

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本文编号:2336340

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