? 華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀的廠家，本公司生產(chǎn)的微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀設(shè)備在行業(yè)內(nèi)都廣受好評(píng)，以打造最具權(quán)威的“微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。

? 在微機(jī)繼電保護(hù)中應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的意義,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的各種能源中，電力能源占據(jù)著非常重要的地位。因此，維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的意義。然而，眾多經(jīng)驗(yàn)顯示，如果在大型電力系統(tǒng)發(fā)生故障之后不能夠進(jìn)行及時(shí)有效的處理，則會(huì)直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，不僅影響電力供應(yīng)，還極可能造成電網(wǎng)的瓦解，導(dǎo)致區(qū)域性的大面積 停電，給生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重性的破壞。 由于以上原因，自從電力系統(tǒng)誕生以來(lái)，關(guān)于如何維持其穩(wěn) 定、可靠運(yùn)行便成為了電力領(lǐng)域中研究的永恒課題。

? 繼電保護(hù)裝置 在維持電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要作用，同時(shí)，它能夠有效限制大面積、長(zhǎng)時(shí)間停電，因而繼電保護(hù)裝置是保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定與可靠的最為有效、最為重要、最為基本的技術(shù)措施。 雖然我國(guó)的繼電保護(hù)技術(shù)獲得長(zhǎng)足發(fā)展，其裝置水平也得到了極大地提高，但是從綜合方面，我國(guó)目前的微機(jī)繼電保護(hù)裝置還存在著以下幾方面的不足：第一，與國(guó)外先進(jìn)系統(tǒng)相比，硬件方面顯得比較落后和陳舊；第二，相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)力度不夠，更新緩慢，而且維護(hù)難度較大、生存期較短；第三，保護(hù)原理配置和相關(guān)裝置 的制造工藝方面存在發(fā)展?jié)摿Γ写诰颍坏谒?，廠站自動(dòng)化系統(tǒng) 接口的功能不強(qiáng)，并且網(wǎng)絡(luò)通信功能也有待提高。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度不斷深化的今天，傳統(tǒng)的微機(jī)線路保 護(hù)系統(tǒng)很難適應(yīng)電力的要求。當(dāng)前，一方面是微機(jī)繼電保護(hù)裝置投入量的不斷增長(zhǎng)，另一方面是自動(dòng)化電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)裝 置要求地不斷提升，面對(duì)這種局面，開(kāi)發(fā)一種新型的微機(jī)繼電保護(hù)裝置顯得尤為迫切。

? 自動(dòng)化電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的特殊性要求具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、實(shí)時(shí)性以及較強(qiáng)的網(wǎng) 絡(luò)通信能力和非常強(qiáng)大的人機(jī)交互界面。該裝置不僅要求具備性能優(yōu)異的硬件支持，而且還要求具有優(yōu)秀的軟件系統(tǒng)。在軟件方 面，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（即 RTOS 系統(tǒng)，Real Time Operating System）是不錯(cuò)的選擇。該系統(tǒng)不僅擁有能夠裁減的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，還有具有優(yōu)化之后的高效多任務(wù)優(yōu)先級(jí)管理設(shè)計(jì)，此外，該系統(tǒng)還具有較好的可擴(kuò)展性和可移植性。以上特點(diǎn)使嵌入式實(shí)時(shí)操作系 統(tǒng)（RTOS）具有高控制效率和簡(jiǎn)便的操作性。

? 嵌入式系統(tǒng)在微機(jī)繼電保護(hù)中的運(yùn)用本文所提到的嵌入式系統(tǒng)采用ARM9 系列處理器，該處理器是ARM 系列中性能比較高的一種，它的默認(rèn)主頻可以達(dá)到200MHz，因而可較輕松地應(yīng)對(duì)各種數(shù)據(jù)的處理；同時(shí)，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）具有非常豐富的外圍接口，可以進(jìn)行存儲(chǔ)、通信等各項(xiàng)操作，因而系統(tǒng)的可擴(kuò)展性得到了有效保證。 該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)具體如圖1所示。

? 在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，微機(jī)保護(hù)裝置將待保護(hù)系統(tǒng)送來(lái)的電流、電壓信號(hào)，經(jīng)電流、電壓互感器變換后產(chǎn)生的低電壓信號(hào)送入主模板。主模板內(nèi)的 AT91RM9200 運(yùn)行片內(nèi)的保護(hù)軟件，進(jìn)行信號(hào)采樣，完成各種數(shù)值運(yùn)算、分析及處理，從而確定待保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。如有故障，則由處理器經(jīng)模板發(fā)出跳閘動(dòng)作信號(hào)，以保護(hù)系統(tǒng)。同時(shí)通過(guò)各種通信方式將保護(hù)動(dòng)作信息送入管理模板和上位機(jī)，記錄和保存數(shù)據(jù)并報(bào)警。硬件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可分為電流互感器 /電壓互感器模塊、A/D 轉(zhuǎn)換單元、開(kāi)入/開(kāi)出單元、人機(jī)交互單元、存儲(chǔ)器單元、對(duì)外通信單元及電源模塊等。A/D 轉(zhuǎn) 換是微機(jī)保護(hù)的關(guān)鍵功能，采樣芯片選用 AD7329。由于移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的需要，本系統(tǒng)采用2片容量較大的SDRAM（IS42S16160B），每片32 MB，構(gòu)成32 位的高速數(shù)據(jù)總線?？紤]到電力系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)量和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，根?jù) AT91RM9200 微處理器的特點(diǎn)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了 CAN、以太網(wǎng)、RS232/485、光纖、USB。

? 目前，應(yīng)用較多的還是傳統(tǒng)的微機(jī)線路保護(hù)裝置，該裝置采用的是低性能、多CPU 結(jié)構(gòu)。相對(duì)于此種結(jié)構(gòu)，采用高性能的單CPU 結(jié)構(gòu)或者少CPU 結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能不減反增，而且維護(hù)方便，可靠性更好。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）是后臺(tái)程序，它要在嵌入式先系 統(tǒng)啟動(dòng)之后最先開(kāi)始執(zhí)行，而用戶的其他應(yīng)用程序則需要在嵌入 式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）上運(yùn)行；該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同應(yīng)用程序的要求進(jìn)行任務(wù)處理，主要包括消息管理、資源管理、系統(tǒng)異常處理以及任務(wù)調(diào)度等等。基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的平臺(tái)，系統(tǒng)會(huì)為每一個(gè)任務(wù)確定不同的優(yōu)先處理級(jí)別，隨后根據(jù)優(yōu)先處理級(jí) 別對(duì)不同任務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的切換，確保電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)裝置 實(shí)時(shí)性的要求。在編寫(xiě)程序時(shí)，可以分別編寫(xiě)各個(gè)任務(wù)，不必同時(shí)將所有任務(wù)運(yùn)行的各種可能情況記在心中，不僅大大縮短了程序 編寫(xiě)的工作量，而且減小了出錯(cuò)的可能，保證了最終程序的高可靠性。實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)建立在硬件系統(tǒng)上，用戶的一切開(kāi)發(fā)工作 都在其上進(jìn)行，采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的用戶不必花費(fèi)大量的時(shí)間學(xué)習(xí)硬件，與直接開(kāi)發(fā)相比起點(diǎn)更高。

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