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电力输配电线路中,电缆的大量使用增加了电缆线路发生故障的几率,及时准确的定位故障点对电力系统的稳定运行意义重大。目前大多采用的脉冲法对有些故障类型不能有效的测量,且高压脉冲会伤及电缆绝缘。行波故障测距是目前最流行的测距方式,在双端测距法中多采用GPS对时,但GPS对时精度不高,稳定性不好,不能满足目前电力系统对时间精度的要求。为满足双端故障测距对时间高精度的要求以及电力系统智能化发展需求,本文采用基于IEEE1588时间同步协议的高精度时间及FPGA平台来开发行波测距装置。 本文在课题已有的研究基础上研究了一种采用 FPGA及 DP83640的硬件辅助IEEE1588时间同步标准,并进行了相应的测试。论文介绍了实现行波测距装置的方案和设计参数,给出了主要模块的设计。首先研究并计算了电缆线路的阻抗矩阵和导纳矩阵,并得到相模变换矩阵,由此分析了行波在电缆线路的传播特性,以及线路参数对其的影响。接着介绍了IEEE1588时间同步理论及原理,IEEE1588时间同步的各种时钟类型,时间戳的标记方法,通过比较选择了高精度的基于硬件辅助的实现方案。重点给出了时间同步的硬件实现方法,介绍了 DP83640的硬件结构和时间同步原理。在 FPGA实现中仿真了装置的FIR滤波器,介绍了三速以太网控制器IP核加外部PHY的网络对时实现方案。 论文最后对系统主要模块进行了初步测试,表明了方案的可行性,并且总结了装置的不足之处,对下一步工作进行了展望。