斷路器用智能脫扣器的設(shè)計(jì).pdf

1、低壓框架式斷路器是電力系統(tǒng)中低壓配電網(wǎng)中的主要電器開(kāi)關(guān)之一，它不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流和過(guò)載電流，而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏?。主要在不頻繁操作的低壓配電線路或開(kāi)關(guān)柜中作為電源開(kāi)關(guān)使用，并對(duì)線路、電器設(shè)備等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重過(guò)流、過(guò)載、短路、斷相、漏電等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷線路，起保護(hù)作用，應(yīng)用十分廣泛。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，斷路器的保護(hù)裝置已由傳統(tǒng)的電磁式過(guò)流脫扣器發(fā)展成采用集成電路的電

2、子式脫扣器，直至目前出現(xiàn)了帶高性能微處理器的智能脫扣器。新一代的智能脫扣器采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集測(cè)量、監(jiān)視、控制、通信、保護(hù)等功能于一體，在低壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　為了滿足電網(wǎng)選擇性保護(hù)的需要，適應(yīng)市場(chǎng)需求及提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，設(shè)計(jì)出保護(hù)功能完善、性價(jià)比高的智能脫扣器具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文主要解決了設(shè)計(jì)中遇到的一些實(shí)際問(wèn)題。首先在硬件設(shè)計(jì)上，對(duì)于信號(hào)檢測(cè)、處理、電源電路、瑞薩系列單片機(jī)的低功耗方式應(yīng)用以及人機(jī)接口電路等問(wèn)

3、題提出了實(shí)現(xiàn)方法，基本實(shí)現(xiàn)了大范圍電流、電壓信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能;其次，本文還對(duì)當(dāng)前各種微機(jī)保護(hù)算法進(jìn)行了介紹，分析了傅立葉算法在實(shí)現(xiàn)智能脫扣器保護(hù)功能中的優(yōu)缺點(diǎn)，并針對(duì)傅立葉算法中計(jì)算偏于復(fù)雜的問(wèn)題對(duì)該算法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了基于 FFT的改進(jìn)算法，通過(guò)算法的分析和比較，對(duì)改進(jìn)算法的性能給出了評(píng)價(jià).在設(shè)計(jì)中，優(yōu)化了保護(hù)算法，克服了同類(lèi)產(chǎn)品跳閘速度慢的缺點(diǎn)，很好地解決了跳閘出口靈敏性與準(zhǔn)確性之間的矛盾。
　　在本論文中，該智能脫扣器在

4、硬件上以瑞薩公司生產(chǎn)的芯片 M16C62LFGP為核心處理器，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集處理和斷路器的故障保護(hù)等。硬件設(shè)計(jì)采用了標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)方法，硬件電路盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化結(jié)構(gòu)的典型電路，以便擴(kuò)展。軟件程序部分采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)思想和編制方法，重點(diǎn)介紹了快速傅立葉變換(FFT)的實(shí)現(xiàn)。
　　為了保證智能脫扣器在惡劣現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下各種保護(hù)功能的可靠實(shí)現(xiàn)，論文中對(duì)智能脫扣器的電磁兼容性設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，從硬件和軟件兩個(gè)方面采取了