电子信息技术

本发明公开了一种基于FPGA的新型电力线路保护设备，包括电流采集模块、I2C收发器、RAM存储器、FIFO存储器、Cyclone?iv系列芯片。电流采集模块将电流数据传送到电流采集芯片上，Cyclone?iv系列芯片发现某段出现过流现象，判断过流出现的位置，将筛选出过流信号的电力线路附近的继电器作为线路上的节点，采用LPA*最优路径规划算法进行最优路径规划，得到该过流路线上最短的前置和后置继电器，从而实现最优距离保护，减少两个继电器距离过远，导致过流保护控制不及时的问题。与现有技术相比，本设备基于FPGA的高速通信的特点，对于过流电力线路的识别更快，同时进行距离保护，两者都明显减少了过流保护的响应速度，实现对于电力线路更可靠的保护目的。

成果亮点

发明目的：针对现今电力线路过流保护装置开启不及时的问题，本发明提供了一种基于FPGA的新型电力线路保护设备，有效解决了传统电力线路前置和后置继电器动作不及时，导致过流保护装置未及时开启，造成电力线路过流损坏的问题。 技术方案：本发明提供了一种基于FPGA的新型电力线路保护设备，包括电流采集模块、串口数据传输模块和命令执行模块； 所述电流采集模块包括设置在I2 C总线上的若干电流采集芯片以及各采集芯片相应的EEPROM储存器，所述电流采集模块通过电流传感器将电流数据传送到电流采集芯片上，并将采集的电流数据存储在对应的EEPROM存储器上；

基于 FPGA 的新型电力线路保护设备是一种可以实现电力线路保护的设备，这项技术在电力保护领域有着广泛的应用前景。

在电力系统中，电力线路的保护是保障电力系统正常运行的重要措施。电力线路可能会受到各种因素的影响，如自然灾害、人为破坏、线路老化等，导致电力线路故障，从而影响电力系统的正常运行。基于 FPGA 的新型电力线路保护设备可以实现对电力线路的实时监测和保护，及时发现电力线路故障，并采取相应的保护措施，保障电力系统的正常运行。

此外，基于 FPGA 的新型电力线路保护设备还可以实现对电力线路的智能调度和管理，提高电力线路的利用效率，降低电力线路的故障率，从而提高电力系统的可靠性和安全性。这项技术还可以为电力系统的智能化建设提供支持，实现电力系统的智能化监测、预警和保护，提高电力系统的智能化水平和运行效率。

因此，基于 FPGA 的新型电力线路保护设备的应用前景非常广泛，在电力保护领域有着广泛的应用前景，具有重要的研究和推广价值。

有益效果：

1、本发明采用FPGA实现对于电力线路各段电流数据的采集与输出，利用该期间高速的数据处理能力，实现检测线路的实时监控。利用I2 C总线实现FPGA与电流采集模块之间的通信，I2 C总线相对于UART串口，能够产生字符数据传输完成的应答信号，其在传输速度以及数据正确性方面有了较大提升。尤其能够读取器件地址，有利于电力线路保护设备快速分辨过流线路的相对应的采集芯片，从而进一步判断过流线路的位置。I2 C总线具有传输速度快，并能够传送期间地址位数据，实现过流线路位置的及时追踪。从而高速的去控制该线路前置和后置继电器的开关动作。

2、本发明在基于FPGA的电力线路保护设备的基础上，在检测到过流线路位置时，引入LPA*最优路径规划算法，将线路上的继电器作为该算法内的节点要素，快速优化出最优距离的前置和后置继电器的位置，从而控制两个继电器的最快动作。并且该保护设备每固定电力线路段数(一般8段，根据LED数量定)安置一个，相当于一个电力线路，有8段，每段设置LED灯和继电器，是成对出现的，所以最优距离优化时间几乎可以忽略不计，所以极大减少了继电器动作开关时间造成的过流保护装置打开不及时的状况。

3、本发明结合FPGA强大的信号处理能力以及LPA*最优路径规划算法，大大提高了电力线路的保护措施的可靠性，能够实现电力线路过流状况处理的快速性，减少电力线路过流保护不及时造成的损失。