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基于FPGA智能断路器控制器实现
资料介绍
本文介绍了面向电网系统断路器的智能控制单元的研制，实现低压断路器信号采样与运算、智能保护功能以及上位机远程测控等功能。主要内容为智能控制器的单元的软硬件设计与上位机通信的开发。 首先比较了国内外智能型断路器的发展状况。对于前人已经做过的研究，分析了已有的智能控制在软硬件构成以及算法上的局限和缺点，通过保护算法的建模，有针对性的提出解决的方案。在电网的信号计算过程中，针对以往对信号运算只求取平均值等做法，采用快速傅里叶变换求取基波，大大提高了保护精度；在信号采样过程中，并针对传统傅里叶变换算法存在工频延迟、非同步采样造成频谱泄漏的问题，采用了一种基四快速傅里叶变换和软件同步采样的电流实时检测算法，有效抑制了电网频率波动对运算精度的影响。其次，分析了作为传统智能断路器控制器核心单片机，其性能特别是运算性能上的弱点，采用FPGA（Field Programmable Gate Array）为运算核心，并协调各个功能模块的工作。在对硬件描述语言以及FPGA设计流程深入理解的基础上，设计采用Verilog语言实现了智能控制器的功能以及VC++开发上位机，完成电流的采集，滤波处理，A/D转换，并将结果传给上位机以及接收上位机的保护数据等。最后对设计进行了总结，并阐述了尚需进一步解决的问题以及下一步的工作内容。 实验结果表明，本文研制的低压断路器智能控制器基本上达到了预期的没计效果，对以后开发低压断路器智能控制器具有一定的参考价值。
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