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1 概 论
1.1 引言
在我国，10～35kV配电系统一般均采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。大多数专家认为当对地电容电流较大时，应该采用消弧线圈接地方式『1』。对消弧线圈接地系统的要求是：在正常运行时，中性点位移电压不超过额定相电压的15%；对未经补偿时单相接地故障电流超过30A的3～10kV系统和20kV及以上系统，应装设消弧线圈；故障点的残余电流分别不能超过5A『1』 。
早期在线调节的消弧线圈接地系统一般都采用预调谐工作方式，需要使用并联或者串联电阻抑制电网正常运行时的中性点谐振过电压，存在着电网单相接地故障时不能快速切除电阻，引起单相接地故障发生起的一段时间内不能完全补偿接地点流过的电容电流，不能达到快速熄弧的效果，并带来电阻、开关等器件的耐压问题。为了克服上述问题，重庆大学电气工程学院开发了一种新型快速可调节的消弧线圈控制系统。该系统由接地变压器、新型快速可调节消弧线圈、工业PC控制系统、晶闸管控制柜组成，如图1.1所示。图中K为三相开关，VTH1、VTH2为四个晶闸管组合。接地变压器主要用于从母线La，Lb和Lc引出中性点，同时作为站变压器使用『2』。
在电网正常运行时，工控机实时检测电网对地电容值。当电网发生单相接地故障时，工控机通过CAN总线给晶闸管控制柜中的单片机发出控制命令，给出需要调节的消弧线圈电感量对应的晶闸管触发角。单片机完成晶闸管触发控制，使配电网系统中消弧线圈流过的感性电流补偿单相接地故障点的容性电流，达到谐振补偿以熄灭接地点电弧的目的。如果单相接地故障消失，通过CAN总线给单片机发出控制命令，调节消弧线圈电感量脱离谐振点，利用最大的脱谐度抑制配电网的中性点位移电压『2』。
经过一年多的不间断挂网运行，消弧线圈计算机控制系统运行良好、系统各方面工作均正常，保证了消弧线圈的受控调节，单相接地故障的补偿，故障选线等模块的正常运行，并且记录下一些配电网故障时的电压、电流波形。但是长期运行后也暴露出以下问题：
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目录
1 概 论
2 新型消弧线圈控制系统总体方案设计
3 消弧线圈接地系统的硬件设计
4 VXWORKS及其在消弧线圈接地系统中的应用
5 系统软件的设计和图形界面实现
6 结 论
参考资料
『1』 要焕年，曹梅月. 电力系统谐振接地. 中国电力出版社，2002
『2』 刘和平. 新型快速可调消弧线圈接地系统研究. 重庆大学博士论文,2004
『3』 徐鸣，沈希等. 嵌入式计算机系统技术. 工业仪表与自动化装置,2005.2
『4』 李佑军. 嵌入式系统综述.现代电子技术,2003.6
『5』 马忠梅等. ARM&Linux 嵌入式系统教程. 北京航空航天大学出版社,2004
『6』 马忠梅等. ARM嵌入式系统结构与应用基础. 北京航空航天大学出版社,2002
『7』 朱义君等. AT91系列ARM微控制器体系结构与开发实例. 北京航空航天大学出版社,2004
『8』 马忠梅等. AT91系列ARM核微控制器结构与开发. 北京航空航天大学出版社,2003
『9』 Rui Wang,Shiyuan Yang.The design of a rapid prototype platform for ARM based embedded system. Consumer Electronics,IEEE Transactions on Volume 50, Issue 2, May 2004 Page(s):746 - 751
『10』 ARM Limited. ARM720T(Rev3) Technical Reference Manual.2001
『11』 SAMSUNG Limited.SC4510 RISC Microprocessor Reference Manual
『12』 ATMEL Limited. AT91RM9200 Datasheet. 2005
『13』 Segars, S.The ARM9 family-high performance microprocessors for embedded applications. Computer Design: VLSI in Computers and Processors, 1998. ICCD '98. Proceedings., International Conference on 5-7 Oct. 1998 Page(s):230 – 235
『14』 席亚宾. 面向工业控制网络的嵌入式系统. 华北电力大学硕士论文,2004
『15』 吴在军等. 嵌入式以太网在变电站通信系统中的应用. 电网技术,2003.1
『16』 田希晖. 装甲战车虚拟仪表及可靠性技术的研究. 国防科技大学硕士论文,2002
『17』 官正清. 嵌入式系统在数控雕刻机上的应用. 电子科技大学硕士论文,2005
『18』 张志杰. 嵌入式系统在工业控制中的应用. 电子科技大学硕士论文,2005
『19』 雷志雄. 基于RTOS的嵌入式系统的设计与应用研究. 武汉理工大学硕士论文,2005
『20』 陈雷等译. 嵌入式Linux――硬件、软件与接口. 电子工业出版社,2003.11
『21』 Abraham Silberschatz.OPERATING SYSTEM CONCEPTS (Sixth Edition).Higher Education Press,2002
『22』 王建忠. 田力.等. 基于ARM920T核的at91rm9200微控制器及其在嵌入式家庭网关中的应用. 微计算机信息,2004.5
『23』 ATMEL Limited. AT91RM9200 Development Kit User Guide,2005
『24』 MAXIM Limited MAX1320 Datasheet,2005
『25』 陈敏，魏丰等. A/D转换器 MAX1338的特性及应用. 世界电子元器件,2004.8
『26』 王宾，潘贞存等. 电能质量监测数据的同步处理与装置设计. 电力系统自动化,2002 Vol.26 No.11
『27』 付德报，杨俊霞等. TMS320C31与MAX125 A/D转换器的接口设计及应用. 计算机测量与控制,2003 Vol.11 No.3
『28』 胥静等. 嵌入式系统设计实例与开发详解. 北京航空航天大学出版社,2005
『29』 李纯. 基于数字信号处理器的电机测试装置的研制. 重庆大学硕士论文,2005
『30』 刘钊. 配网馈线终端单元的数字信号处理器实现方案研究. 重庆大学硕士论文,2005
『31』 周启平编著. VxWorks下设备?.
简单介绍
目前，我国配电网中性点接地方式越来越多的采用经消弧线圈系统接地，消弧线圈接地系统的选线控制器采用工业控制计算机，由于散热的需要安装了散热风扇，这就导致机箱内积灰严重，风扇长期运行故障多，使得整个系统不能完全实现免维护功能，不能满足电力系统无人值守的需求。另外对于电缆出线比较多的变电站，由于控制器的处理速度还不够快，做FFT运算十分耗时，这样就不能保证系统的实时处理。
嵌入式技术的飞速发展为改变这种状况提供了契机，ARM9等32位嵌入式处理器在性能上已经可以与工业控制计算机相媲美。在网络和后PC时代，在工业控制、图像处理等领域采用低功耗、高性能的嵌入式处理系统将是一个发展的趋势。
论文以高性能的32位嵌入式芯片AT91RM9200为平台取代工业控制计算机，以消弧线圈接地控制系统为应用对象，实现32路模拟量信号的同步采样、以太网通信、大容量存储、嵌入式图形界面等功能，完成了消弧线圈接地控制系统的软件设计和硬件设计。
论文首先根据工业控制计算机在消弧线圈接地控制应用中出现的问题，在对嵌入式系统进行了大量学习研究的基础上，
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