電力變壓器是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，在其正常運(yùn)行中，可能會(huì)出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。為了保證變壓器的正常而穩(wěn)定地工作，必須為其配備完備可靠的繼電保護(hù)措施。

      目前電力變壓器的繼電保護(hù)普遍采用以微處理器控制技術(shù)為核心的繼電保護(hù)裝置，從最初的8bit單片機(jī)、16bit單片機(jī)、多CPU結(jié)構(gòu)，再到32bitDSP處理器構(gòu)成的微機(jī)電力變壓器保護(hù)裝置，變壓器繼電保護(hù)水平已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。但是，由于新型變壓器的出現(xiàn)及微機(jī)保護(hù)的要求和算法的不斷加強(qiáng)，對(duì)于微機(jī)型變壓器保護(hù)裝置的核心(即微處理器)的性能要求也越來越高。本文對(duì)采用一種基于DSP的微機(jī)型變壓器后備保護(hù)裝置進(jìn)行了研究。

      該裝置的核心微處理器采用32bitDSP芯片TMS320F2812，其他主要電路包括：復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD、數(shù)據(jù)量采集電路、外部擴(kuò)展RAM、異步串口、CAN接口、開關(guān)量輸入/輸出接口電路、以太網(wǎng)接口電路、鍵盤及液晶顯示等。此外，TI公司還提供有虛擬浮點(diǎn)數(shù)學(xué)函數(shù)庫(3G數(shù)學(xué)函數(shù)庫)、快速傅里葉變換(FFT)算法函數(shù)庫、濾波器庫等，這些函數(shù)庫的應(yīng)用大大方便和簡化了系統(tǒng)的開發(fā)。

      考慮到在工程實(shí)際當(dāng)中的運(yùn)用，綜合比較各種算法，本裝置選用傅里葉算法作為裝置的電壓量、電流量算法。其中，半波傅里葉算法的速度較快，但從濾波效果來看，全波傅里葉算法不僅能完全濾除各次濾波分量和穩(wěn)定的直流分量，而且能較好地濾除線路分布電容引起的高頻分量，對(duì)隨機(jī)干擾信號(hào)的反應(yīng)也較小，而對(duì)于畸變波形中的基頻分量可平穩(wěn)和精確地做出響應(yīng)。此外，半波傅里葉算法的濾波效果不如全波算法，它不能濾去直流分量和偶次諧波。而且，從精度來看，由于半波傅里葉算法的數(shù)據(jù)窗只有半周，其精度低于全波傅里葉算法。

       因此，本裝置采用變動(dòng)數(shù)據(jù)窗的方法來協(xié)調(diào)響應(yīng)速度和精度的關(guān)系。其做法是：在啟動(dòng)元件啟動(dòng)之后，先調(diào)用半波傅里葉算法程序，為靈敏度要求低而安全裕度較大的保護(hù)提供數(shù)據(jù)，一個(gè)周波后，改用全波傅里葉算法，相應(yīng)地提高了保護(hù)的靈敏性。這樣，在保證裝置的濾波性和精確性的前提下，運(yùn)算速度也比單純采用全波算法要提高一倍。

      本文介紹的保護(hù)裝置中，由于采用了具有優(yōu)良的數(shù)據(jù)處理能力和高度集成化的DSP芯片，能更好地滿足保護(hù)裝置對(duì)實(shí)時(shí)性、小型化的要求；而CPLD芯片的引入，則簡化了CPU外圍電路的設(shè)計(jì)，并極大地提高了硬件部分的抗干擾能力；開放性的通信設(shè)計(jì)和以太網(wǎng)通信技術(shù)的使用，大大增強(qiáng)了裝置的兼容性，為裝置提供了可靠的數(shù)據(jù)通信。