基于DSP+CPLD的智能IED设计

基于DSP+CPLD的智能IED设计

图1 智能变电站逻辑框图

1 系统硬件设计

图2 智能IED处理流程

1.3 数据采集和A/D转换模块

智能电网最少也需要采集20路信号。包括高中三相电压、三相电流、三相末屏电流和中性点电流。这些信号通过传感器转换成电压信号输入到监测装置。

本系统要求计算到13次以上的谐波含量，FFT算法采集2个电网周期至少128个点。电网频率为50 Hz，那就意味着要在40 ms里采集128个工作点，采集频率为3200 Hz。为了保证采集的点集中在两个完整的周期里，需要利用DSP定时中断采集工作点。在整个系统中，信号采集单元的转换精度对整个系统性能的优劣起着至关重要的作用。MAX125自带采样保持器，通道同时采样，采样精度14位，适合电网某一时刻的电压电流同时采样;输入电压的范围是±5 V，采集一路的时间为3μs，非常适合高速采集的系统。

1.4 信号调理电路

220 kV或以上的变压器引出的信号，要经过现场复杂的环境再进入传感器。从传感器进入MAX125的信号还要经过长线传输。它的信号通常不能被控制单元直接接收，因此信号调理电路就成为控制系统中必不可少的一部分。一般来说在差分输入端将20 mA标准电流信号转换成1～5 V的标准电压信号，经信号调理电路调理后输入A/D转换器。其中输出端电压高于A/D转换器的输入电压值，在此进行分压后进行采样。