畢業(yè)論文---低壓斷路器智能化控制技術(shù)研究論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹低壓斷路器智能化控制技術(shù)研究，開發(fā)了面向配電系統(tǒng)斷路器的智能控制單元。主要目的是實(shí)現(xiàn)低壓斷路器的智能保護(hù)、遠(yuǎn)程控制和集中管理，其內(nèi)容為低壓斷路器智能控制單元的軟硬件設(shè)計(jì)及其上位機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)。</p><p>　　本文首先論述了裝置的硬件框架結(jié)構(gòu)，確定單片機(jī)及其外圍功能單元的設(shè)計(jì)原理，通過系統(tǒng)的

2、硬件和軟件綜合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)斷路器的智能控制，對(duì)于電力系統(tǒng)中短路、過載、接地等故障實(shí)現(xiàn)智能控制，實(shí)時(shí)顯示線路運(yùn)行時(shí)電流或故障信息。詳細(xì)論述了其中主要功能模塊的工作原理和設(shè)計(jì)方案，對(duì)裝置的各種測(cè)量、保護(hù)算法以及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)的論述。該控制器單元以C8051單片機(jī)為核心處理器，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集處理和斷路器的故障保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)斷路器的自動(dòng)控制。其軟硬設(shè)計(jì)均采用模塊化和開放性的設(shè)計(jì)方法。硬件電路盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的串行芯片，而且留有余地

3、，以備擴(kuò)展；軟件采用層次化和多任務(wù)的設(shè)計(jì)思想，有效地提高了軟件系統(tǒng)的靈活性和可移植性。</p><p>　　其次，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種適合于上位機(jī)和單片機(jī)之間串行通信協(xié)議，利用Labview開發(fā)的上位機(jī)管理系統(tǒng)界匭友好、易于使用和管理，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)智能控制單元的集中控制、調(diào)度和管理。接口采用RS一485總線標(biāo)準(zhǔn)，硬件接口簡單，通信可靠，解決了上位機(jī)和智能控制器單元之間的通信問題。并就研制的裝置在硬件上和軟件上所采

4、取的各種抗干擾措施進(jìn)行了具體說明。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文研究的低壓斷路器智能化控制系統(tǒng)基本上達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，對(duì)以后開發(fā)低壓斷路器智能化控制系統(tǒng)具有一定的參考價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：斷路器；智能控制器：過電流保護(hù)；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　

5、　The research of the intelligent controller of the low-voltage circuit breakers which are applied to distribution is recommended in this paper．The important purpose of the research is to achieve the intelligent protectio

6、n,remote control and centralize manage of the low-voltage circuit breakers．The design of the hardware and the software of the intelligent controller and the research of the remote system is the primary content．</p>

7、<p>　　Firstly the frame of the equipment discussed is in the paper．Through the design of the hardware and the software of single-chip computer system，the intelligent control of the circuit breaker,the intelligent

8、protection of the short circuit,the overload and the contact to earth are realized．The real-time current and information of faults can be shown．We introduce the theory and the design of the module concretely．The arithmet

9、ic of the measure and the protection is represented in detail in this pap</p><p>　　Secondly we implement the communication agreement between the intelligent controller and the PC．The remote system which is f

10、riendly to users and easy to supervise and manage is designed with the software of Labview．The interface of the communication is RS485 standard which has high liability to implement the communication．It is particularly p

11、resented about the anti-jamming on the software and the hardware．</p><p>　　The experiments indicate that the intelligent controller we worked out had reached our expectation．It is a reference for further des

12、ign of the intelligent controller．</p><p>　　Keywords：circuit breaker；intelligent controller；protection for overflow</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　第一節(jié) 課題背景</b&

13、gt;</p><p>　　隨著電力事業(yè)鵑發(fā)展，供電線路上各種功能的保護(hù)器也應(yīng)運(yùn)而生，而且發(fā)展迅速。這類保護(hù)器其保護(hù)原理一般來說主要基于電路上的電流或功率超過一定的限度時(shí)，自動(dòng)切斷電源來達(dá)到保護(hù)下級(jí)負(fù)載及供電線路的目的。斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器設(shè)備之一，主要用于線路的接通、分?jǐn)嗪蛯?duì)系統(tǒng)中各種故障進(jìn)行保護(hù)，在供電和配電系統(tǒng)中起著開斷和閉合正常線路或故障線路的作用。而脫扣器就是對(duì)被保護(hù)線路進(jìn)行各種電參數(shù)的檢

14、測(cè)，在符合預(yù)定條件時(shí)發(fā)出信號(hào)使斷路器動(dòng)作的器件，因此斷路器的性能很大程度上取決于脫扣器的性能，脫扣器是斷路器里最重要的核心部件，其操作性能對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。由于單片微機(jī)在保護(hù)器設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，保護(hù)器由以前的電子式、電磁式向智能式發(fā)展。智能式脫扣器即智能控制器更為精確、及時(shí)，故在電力系統(tǒng)上得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　低壓斷路器在配電和保護(hù)線路中起著日益重要的作用，要求它具備很大的短路電

15、流分?jǐn)嗄芰?，?shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)和供電安全，同時(shí)具有一定的智能化功能。它不僅能在正常工作情況下接通或斷開負(fù)載電流，而且允許在不正常情況下(過電流、短路、欠電壓等)自動(dòng)切斷電路，從而保護(hù)用電設(shè)備和電纜等；故障排除后，還可迅速恢復(fù)供電。斷路器可以就地操作，還可以遠(yuǎn)距離操作，且安全、方便。近年來推出的智能型斷路器，具有智能化保護(hù)功能，選擇性保護(hù)精確，能提高供電可靠性，避免不必要的停電，可實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。智能控制器作為智能型斷路器的中樞部件，它承擔(dān)斷

16、路器的各種保護(hù)、報(bào)警、顯示、試驗(yàn)與故障診斷功能，當(dāng)前己成為斷路器是否先進(jìn)的主要標(biāo)志之一。其作用是分配電能和保護(hù)電氣配電網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)設(shè)備免受短路、過載、欠電壓和接地故障電流的破壞。斷路器和各種控制電器配合對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制、保護(hù)和監(jiān)測(cè)。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí)，控制電器控制斷路器動(dòng)作，快速切除系統(tǒng)中的故障部分，防止故障擴(kuò)大，保證設(shè)備與人身的安全，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。</p><p>　　隨著電力系統(tǒng)和配電自動(dòng)化的不斷發(fā)展，電力

17、系統(tǒng)保護(hù)裝置經(jīng)歷了電磁式保護(hù)、晶體管保護(hù)和微機(jī)保護(hù)。電磁式保護(hù)裝置是基于電磁和電磁感應(yīng)原理的有接點(diǎn)繼電器組成，具有原理簡單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但能耗高、動(dòng)作速度慢、抗震性差，可靠性和靈敏度難以得到保障。而晶體管保護(hù)裝置雖然具有體積小、重量輕、消耗功率小、靈敏度高、動(dòng)作迅速、不怕震動(dòng)、無磨損等一系列優(yōu)點(diǎn)，但是晶體管保護(hù)裝置也有抗干擾能力差、裝置本身的質(zhì)量不是很穩(wěn)定等明顯的缺點(diǎn)。隨著用電系統(tǒng)的規(guī)模和等級(jí)不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式目趨復(fù)

18、雜，傳統(tǒng)的控制器已越來越難滿足系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的要求。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以專用集成電路為基礎(chǔ)的電子式控制電器。這種控制電器較電磁式控制電器具有功耗低、重量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)，易于構(gòu)成較復(fù)雜的保護(hù)裝置，但抗干擾能力差，電子元件的質(zhì)量，焊接的效果將直接影響到裝置的動(dòng)作特性和可靠性。這兩種控制電器，如果元件發(fā)生損壞，則無法進(jìn)行自診斷，可能引起誤動(dòng)作，造成故障擴(kuò)大和升級(jí)，致使供電中斷和設(shè)備損壞，給系統(tǒng)和用戶造成極大的危害。&

19、lt;/p><p>　　當(dāng)前，智能化已是低壓斷路器的一個(gè)重要發(fā)展方向。智能型斷路器的“大腦”，即斷路器內(nèi)的智能控制器，采用微處理器為核心，具有顯示、三段保護(hù)、試驗(yàn)、負(fù)載監(jiān)控、故障診斷等功能。為了滿足市場(chǎng)需求及提高產(chǎn)品競爭力，要求我們?cè)O(shè)計(jì)出性能優(yōu)良、價(jià)格合理、保護(hù)功能完善的智能化控制器。為了提高斷路器工作的可靠性，完善保護(hù)功能，降低功耗，節(jié)約能源，斷路器的保護(hù)由電子式向數(shù)字智能化的方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)、微處理器、光纖傳

20、導(dǎo)技術(shù)、傳感器技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了帶微處理器的智能控制電器，使得斷路器的智能化得以實(shí)現(xiàn)。智能型斷路器不僅能夠提供傳統(tǒng)斷路器的各種保護(hù)和控制功能，還具有保護(hù)的多樣性和可選擇性：能夠?qū)崟r(shí)顯示電路中的各種參數(shù)(電流、電壓、功率、功率因數(shù)、觸頭磨損率、不平衡率等)，也可以設(shè)定和修改各種保護(hù)功能的動(dòng)作參數(shù)。保護(hù)電路動(dòng)作時(shí)的故障參數(shù)，可以存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中以便查詢。若干個(gè)智能斷路器通過互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可組成智能配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、

21、遙信和遙調(diào)等功能。</p><p>　　第二節(jié) 智能控制器簡介</p><p>　　傳統(tǒng)的斷路器，其檢測(cè)和保護(hù)功能是利用了某些物理效應(yīng)，通過機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)，多由電磁元件完成。因而其體積較大，動(dòng)作時(shí)間長，保護(hù)精度低，整定困難，效果也不夠理想。傳統(tǒng)的電磁式控制、保護(hù)技術(shù)，由于特性不一致體積大及成本高，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代配電自動(dòng)化發(fā)展需要，必須將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入，監(jiān)測(cè)、保護(hù)功能一體化：將計(jì)量

22、、保護(hù)、控制、通訊、故障記憶等功能集成一體，比以往機(jī)電式和模擬集成電路式二次電路所具備的功能更全；控制、保護(hù)智能化：可以根據(jù)電網(wǎng)和被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能控制、網(wǎng)絡(luò)化。比如將每一智能控制器單元通訊接口與上位機(jī)相連，就可構(gòu)成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。采用新的工作原理及具有良好特性的新型電流和電壓互感器，對(duì)保護(hù)、控制單元來講，電流互感器、電壓互感器是提供電流與電壓信息的，傳統(tǒng)的電磁式電流、電壓互感器由于體積大及鐵芯的飽和特性已經(jīng)不能滿足智能化高壓電

23、器要求，因此使用羅柯夫斯基(Rogowski)線圈測(cè)量電流，電阻電壓分壓器測(cè)量電壓。</p><p>　　智能控制器具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：一是可靠性高?？刂破髟谡＿\(yùn)行時(shí)，不斷進(jìn)行自檢，一旦保護(hù)裝置本身出現(xiàn)故障，可以立即檢出。而一般傳統(tǒng)繼電保護(hù)是沒有這種功能的。二是靈活及性能優(yōu)良。微機(jī)保護(hù)技術(shù)的原理是測(cè)量、計(jì)算和邏輯判斷，即將檢測(cè)出的電氣量與動(dòng)作量整定值比較，超過整定值發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。所以只要研究出適當(dāng)?shù)乃惴ǎ珻PU

24、就能迅速計(jì)算出相應(yīng)的電氣量，完成功能不同的保護(hù)，如饋線保護(hù)、變壓器保護(hù)或電容器保護(hù)。</p><p>　　1．2．1 基本結(jié)構(gòu)及保護(hù)功能</p><p>　　斷路器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣裝置和操動(dòng)機(jī)構(gòu)等四部分組成。智能斷路器中的智能控制器，是斷路器中技術(shù)含量最高的部分，對(duì)斷路器性能的影響也最大。斷路器的結(jié)構(gòu)原理如圖l.l所示。斷路器的觸頭系統(tǒng)包括主觸頭和輔助觸頭。

25、主觸頭接在主電路中，輔助觸頭接在控制電路中。主觸頭中通過的電流很大，它應(yīng)能通斷負(fù)載電流和分?jǐn)喽搪冯娏鳌ｋ娐钒l(fā)生短路時(shí)，短路電流比額定電流大得多，此時(shí)斷路器要能分?jǐn)嚯娐?，必須有很?qiáng)的滅弧能力。觸頭斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧，受電弧電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用，被吸入滅弧罩中，分割成一段一段的短弧。由于短弧電壓低、熱量小，所以能很快散熱滅弧，切斷電路。斷路器有一套較為復(fù)雜的自動(dòng)脫扣裝置和傳動(dòng)杠桿。所以能在發(fā)生短路等故障時(shí)自動(dòng)跳閘，切斷電源，起到保護(hù)作用。脫扣裝

26、置有以下四種：過電流脫扣器、熱過載脫扣器、欠電壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器。另外，斷路器必須具有自由脫扣機(jī)構(gòu)。它的作用是在上述任一種脫扣器動(dòng)作到脫扣狀態(tài)后，均能使觸頭與操動(dòng)機(jī)構(gòu)失去聯(lián)系，即使這時(shí)再推動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，合閘力也不能傳到觸頭，使得斷路器無法合閘。這就可以避免電路故障狀態(tài)時(shí)合閘引起的危害。</p><p>　　1一主接點(diǎn)；2一彈簧：</p><p>　　3一接點(diǎn)拉鉤；4一動(dòng)作拉鉤；</p

27、><p>　　5一電磁脫扣器；6一失壓脫扣器；7一雙金屬片；8一熱元件：</p><p>　　9一杠桿；l0一銜鐵；</p><p><b>　　11一彈簧</b></p><p>　　圖1．1斷路器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1．2．2 斷路器的主要技術(shù)參數(shù)</p><p&

28、gt;<b>　　分?jǐn)嗄芰?lt;/b></p><p>　　分?jǐn)嗄芰κ侵冈谝?guī)定條件下能夠可靠接通和分?jǐn)嗟亩搪冯娏髦?。?duì)配電用選擇型斷路器要求有盡量高的延時(shí)通斷能力，最好是與瞬時(shí)極限通斷能力相等。選擇斷路器時(shí)必須考慮電路可能出現(xiàn)的最大短路電流，再根據(jù)斷路器的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行選用。</p><p><b>　　限流能力</b></p><

29、p>　　限流式斷路器(分?jǐn)鄷r(shí)間短得足以使短路電流達(dá)到其預(yù)期峰值前分?jǐn)嗟臄嗦菲?和快速斷路器(直流斷路器，含義同限流式)要求有較高的限流能力，一般要求限流系數(shù)(極限接通和分?jǐn)嗄芰r(shí)限流系數(shù)為 ，在0.3～O.6之間。為了達(dá)到較高的限流能力，要求限流電器的固有動(dòng)作時(shí)間小于3ms。</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)間</b></p><p>　　從電路出現(xiàn)短路的瞬

30、間至觸頭分離、電弧熄滅、電路完全分?jǐn)嗨璧娜繒r(shí)間。限流式和快速斷路器一般小于20ms。</p><p><b>　　使用壽命</b></p><p>　　在正常負(fù)載條件下，斷路器應(yīng)能保證在操作規(guī)定的次數(shù)(即使用壽命)內(nèi)不需更換零部件。一般斷路器的壽命根據(jù)容量不同在2000～20000次之間。</p><p><b>　　保護(hù)特性&l

31、t;/b></p><p>　　斷路器的過電流保護(hù)特性，可用各種過電流情況與開關(guān)動(dòng)作時(shí)間的關(guān)系曲線來描述。斷路器的保護(hù)特性必須與被保護(hù)對(duì)象(如電動(dòng)機(jī)、電纜等)的允許發(fā)熱特性相匹配。</p><p>　　第三節(jié) 智能斷路器的功能特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1．3．1 智能斷路器的功能特點(diǎn)</p><p>　　智能斷路器的主要特

32、點(diǎn)是在傳統(tǒng)的斷路器基礎(chǔ)上充分應(yīng)用了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊等新技術(shù)，具有較高的性能和可靠性。其主要功能特點(diǎn)表現(xiàn)如下：</p><p>　　(1) 保護(hù)功能多樣化</p><p>　　傳統(tǒng)斷路器普遍采用雙金屬片熱繼電器作為過載保護(hù)，甩電磁快速脫扣器作為短路保護(hù)來構(gòu)成長延時(shí)、瞬動(dòng)兩段保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的一體化較難。智能型斷路器除了可同時(shí)具備長延時(shí)、短延時(shí)、瞬動(dòng)的三段保護(hù)外，還具有斷相

33、、不平衡保護(hù)、接地保護(hù)、漏電保護(hù)和負(fù)載監(jiān)控、溫度檢測(cè)、預(yù)報(bào)警等功能，而且可做到一種保護(hù)功能多種保護(hù)。脫扣具有數(shù)字量脫扣和模擬量脫扣兩種脫扣方式，提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p><b>　　(2) 選擇性強(qiáng)</b></p><p>　　智能型斷路器由于采用微處理器，慣性小、速度快，其保護(hù)的選擇性、靈活性及重復(fù)誤差都很好，加之它的各種保護(hù)功能和特性可以寬范圍調(diào)節(jié)，因

34、此可任意選擇動(dòng)作特性和保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)保護(hù)協(xié)調(diào)，實(shí)施區(qū)域選擇性聯(lián)鎖和良好的級(jí)間協(xié)調(diào)配合。</p><p>　　(3) 人機(jī)界面和通訊功能</p><p>　　智能型斷路器具有良好的人機(jī)界面，既能從操作者那里得到各種控制命令和控制參數(shù)(通過鍵盤、開關(guān)、按鈕等實(shí)現(xiàn))，又能通過連續(xù)巡回檢測(cè)對(duì)各種保護(hù)特性、運(yùn)行參數(shù)、故障信息等進(jìn)行直觀顯示(通過信號(hào)燈、數(shù)碼管等實(shí)現(xiàn))，還可與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙相通訊

35、，實(shí)施遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)。人機(jī)對(duì)話功能強(qiáng)，操作人員易于掌握，有利于避免誤動(dòng)作的發(fā)生。</p><p>　　(4) 顯示和記憶功能</p><p>　　智能型斷路器能顯示三相電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、有功功率、動(dòng)作時(shí)間、分?jǐn)啻螖?shù)以及預(yù)示壽命等，能將故障信息儲(chǔ)存，如故障類型，故障電流值，動(dòng)作時(shí)間，故障時(shí)間等，有助于工作人員做出正確的分析和判斷，減少線路維修時(shí)間。</p>&

36、lt;p>　　(5) 故障自診斷、預(yù)警與試驗(yàn)功能</p><p>　　智能型斷路器可對(duì)構(gòu)成斷路器的電子元器件的工作狀態(tài)進(jìn)行自診斷，如觸頭磨損率、CT斷線等，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)可發(fā)出警報(bào)并使斷路器分?jǐn)?。通過預(yù)警功能，操作人員可以及時(shí)處理電網(wǎng)的異常情況。微處理器能進(jìn)行“脫扣”與“非脫扣”兩種方式試驗(yàn)，利用模擬信號(hào)進(jìn)行長延時(shí)、短延時(shí)、瞬動(dòng)整定值的試驗(yàn)，還可進(jìn)行在線試驗(yàn)。智能型控制器還能夠模擬熱積累具有熱記憶功能。<

37、;/p><p>　　l．3．2 國內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p><b>　　國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　早期的斷路器保護(hù)功能是利用了某些物理效應(yīng)，通過機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的，因而體積較大，效果也不理想。為了防止用電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)影晌整個(gè)供電線路，以及在供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常時(shí)損壞用電設(shè)備，在傳統(tǒng)斷路器的基礎(chǔ)上逐步開發(fā)出更可靠的

38、和具有更多保護(hù)功能的斷路器。例如，具有短路保護(hù)、熱保護(hù)、漏電保護(hù)、缺相保護(hù)等功能的斷路器。早期的脫扣器是電磁式過電流脫扣器，該脫扣器功能簡單，只能完成瞬時(shí)保護(hù)，在此基礎(chǔ)上又逐步出現(xiàn)了帶有過載延時(shí)、短路延時(shí)功能的脫扣器。70年代開始出現(xiàn)了電子式脫扣器，隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電氣開關(guān)的智能化成為了可能。智能化裝置應(yīng)包括信號(hào)檢測(cè)的隨機(jī)性、靈敏性和精確性；信號(hào)的處理、邏輯思維及正確的判斷性；有效、靈敏的執(zhí)行功能及信息的可通訊性。對(duì)于智能化的

39、電氣開關(guān)，不僅能夠提供普通斷路器的各種保護(hù)功能，還能實(shí)時(shí)顯示電路中各種參數(shù)，各種保護(hù)功能的動(dòng)作參數(shù)也可以監(jiān)視、設(shè)定和修改，保護(hù)電路動(dòng)作時(shí)的故障值也可以存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中以便查詢。具有了這些優(yōu)點(diǎn)，智能脫扣器的功能日益強(qiáng)大，現(xiàn)在已在低壓配電系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　目前具有代表性的國外產(chǎn)品有梅蘭日蘭的M系列，ABB的F2系列，三菱的AE系列，西門子的3WN系列，該系列產(chǎn)品的脫扣器中還有一種可選功能

40、，就是脫扣前導(dǎo)信號(hào)，當(dāng)3WN斷路器過載時(shí)，過載脫扣前200ms時(shí)它會(huì)給出報(bào)警信號(hào)，在某些場(chǎng)合如晶閘管變流系統(tǒng)中這個(gè)功能是很有用的。</p><p>　　我國的低壓斷路器可分為三代。第一代以DWl0、DZl0等系列產(chǎn)品為代表，其性能水平相當(dāng)于國外50年代水平，市場(chǎng)占有率為20％—30％。第二代產(chǎn)品包括自行開發(fā)產(chǎn)品和技術(shù)引進(jìn)產(chǎn)品，自行開發(fā)產(chǎn)品以DWl5、DZ20為代表，共56個(gè)系列，技術(shù)引進(jìn)產(chǎn)品則以ME、T0、TG、

41、3TB、B系列為代表，共34個(gè)系列，性能水平相當(dāng)子國外70年代末至80年代初水平，市場(chǎng)占有率為50％一60％。第三代產(chǎn)品以最近開發(fā)的DW45、S等系列產(chǎn)品為主，其性能水平相當(dāng)于國外90年代初水平，市場(chǎng)占有率為5％--10％。目前國內(nèi)低壓斷路器的額定工作電壓為交流380V，交流額定電流為630A—5000A，極限分?jǐn)嗄芰?0KA--120KA，一般都具有3極(可分?jǐn)郃、B、C相)和4極(可分?jǐn)郃、B、C、N相)兩種類型。</p&g

42、t;<p>　　因?yàn)橹悄苄蛿嗦菲骶哂性S多傳統(tǒng)斷路器所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，所以其研制受到國內(nèi)外的普遍重視。自1985年出現(xiàn)第一臺(tái)以微處理器為基礎(chǔ)的智能型斷路器以來，法國梅蘭日蘭(MG)公司、日本寺崎公司和美國西屋公司等相繼開發(fā)了帶微處理器的智能斷路器。</p><p>　　微處理器引入到斷路器，使中央計(jì)算機(jī)、前級(jí)和后級(jí)斷路器之間進(jìn)行雙向通信成為可能。九十年代，國外許多公司相繼開發(fā)出智能斷路器的集中控制和檢

43、測(cè)系統(tǒng)，包括有多種平臺(tái)和相應(yīng)軟件支持的中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、智能化斷路器的對(duì)話模塊、低壓配電裝置的監(jiān)控系統(tǒng)等。國內(nèi)在微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)的研制方面起步較晚，主要從引進(jìn)技術(shù)和自行開發(fā)兩個(gè)方面進(jìn)行，產(chǎn)品的主要性能跟國外相比還存在差距。而且研究主要集中在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，而以斷路器為控制對(duì)象的智能化產(chǎn)品則很少，直到l996年才有針對(duì)單個(gè)斷路器的測(cè)控單元出現(xiàn)，且其功能與國外相比基本上處于配制開發(fā)階段。因此，開發(fā)高性能的智能斷路器是國內(nèi)電器行業(yè)迫

44、切實(shí)現(xiàn)的課題，它在國內(nèi)具有廣闊的發(fā)展前景和用戶市場(chǎng)。</p><p>　　工業(yè)的發(fā)展對(duì)配電系統(tǒng)的要求越來越高。新型的低壓斷路器既要具有傳統(tǒng)功能，又要滿足配電系統(tǒng)(尤其對(duì)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng))級(jí)間精確的選擇性要求有區(qū)域聯(lián)鎖、遠(yuǎn)方控制、能量監(jiān)視和記錄、事故記憶、在線調(diào)試等功能，集保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控于一體。現(xiàn)今，我國電力工業(yè)的發(fā)展和用電量的猛增，發(fā)電容量和用戶的日益擴(kuò)大，低壓電網(wǎng)對(duì)配電型斷路器的要求也越來越高。不僅要求它具備很打的短

45、路電流分?jǐn)嗄芰Γ瑢?shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)和供電安全，同時(shí)對(duì)電業(yè)管理提出能在斷路器上顯示對(duì)電流的監(jiān)視、自行調(diào)節(jié)、測(cè)量、試驗(yàn)、自診斷甚至可通訊等智能化功能，智能型斷路器應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　(2) 智能控制器的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　根據(jù)國內(nèi)外各斷路器及監(jiān)控裝置生產(chǎn)廠家的新產(chǎn)品和研究動(dòng)態(tài)來看，低壓斷路器監(jiān)控單元具有以下發(fā)展趨勢(shì)：</p><p><b>

46、　　產(chǎn)品化</b></p><p>　　將智能監(jiān)控單元做成相對(duì)斷路器獨(dú)立的通用性的產(chǎn)品，使其使用范圍不限于某種斷路器，而且檢測(cè)和維修也會(huì)相對(duì)筒單。以前斷路器產(chǎn)品的測(cè)試必須在斷路器整個(gè)設(shè)備裝配完成后才能進(jìn)行，而智能監(jiān)控單元產(chǎn)品化以后。其測(cè)試可以獨(dú)立于斷路器進(jìn)行，這使得整個(gè)斷路器的測(cè)試程序大為簡化，測(cè)試時(shí)間也大為減少。</p><p><b>　　智能化和可通信化<

47、/b></p><p>　　智能化就是采用了微處理器技術(shù)，從而具有應(yīng)用軟件，這樣在硬件不變的情況下具備較大的適用性和升級(jí)能力?？赏ㄐ呕窃诋a(chǎn)品中加入相關(guān)的檢測(cè)、判斷和通信等芯片或電路，使監(jiān)控單元的各種狀態(tài)和工作參數(shù)能較好地通過傳輸媒質(zhì)(如現(xiàn)場(chǎng)總線、串口線等)與線路上的其它電氣設(shè)備交流，適應(yīng)當(dāng)前電氣設(shè)備智能化及網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)。</p><p>　　就我國的實(shí)際情況而言。可通信化的具體要求

48、可體現(xiàn)為“四遙"——遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)，這距離網(wǎng)絡(luò)化能力還有很大的差距，但比較符合我國科研水平和經(jīng)濟(jì)水平。</p><p><b>　　模塊化和通用性</b></p><p>　　模塊結(jié)構(gòu)給產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造及市場(chǎng)適應(yīng)能力帶來了許多好處，諸如降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和新產(chǎn)品開發(fā)的復(fù)雜性，功能擴(kuò)展與維護(hù)方便，產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)變能力強(qiáng)等。模塊化設(shè)計(jì)及尺寸、零件等具有應(yīng)當(dāng)具

49、有通用性，這一點(diǎn)無論在生產(chǎn)者的設(shè)計(jì)、制造和技術(shù)繼承等方面，還是在用戶使用、維修方面，其作用及重要性當(dāng)前都已為多數(shù)人所認(rèn)識(shí)。</p><p>　　另外，產(chǎn)品高可靠性、高穩(wěn)定性、操作方便與安全等方面也應(yīng)當(dāng)是不斷追求求的目標(biāo)。對(duì)我國的產(chǎn)品，在材料和加工工藝、產(chǎn)品的外觀和整體布局方面還有待進(jìn)一步的提高。</p><p>　　以上的這些特點(diǎn)，一方面可以使一臺(tái)斷路器實(shí)現(xiàn)多種功能，使單一的動(dòng)作特性有可能

50、做到一種保護(hù)功能多種動(dòng)作特性，另一方面可以使斷路器實(shí)現(xiàn)與中央控制計(jì)算機(jī)雙向通訊，構(gòu)成智能化的監(jiān)控、保護(hù)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使斷路器從基本保護(hù)功能發(fā)展到智能化、網(wǎng)絡(luò)化的保護(hù)功能。</p><p>　　第三節(jié) 本文的主要工作</p><p>　　本文研究工作的主要目的是通過研制低壓斷路器的智能控制器單元，為斷路器的智能化的實(shí)現(xiàn)提供條件，研究的重點(diǎn)是智能控制器單元的硬件和軟件設(shè)計(jì)。</p&g

51、t;<p>　　智能型斷路器的中樞部件是基于微處理器實(shí)現(xiàn)的智能控制器，該控制器的設(shè)計(jì)首先要滿足較高的可靠性、實(shí)時(shí)性、電磁兼容性要求，同時(shí)也要從產(chǎn)品角度考慮其體積及成本。</p><p>　　智能控制器其功能是根據(jù)輸入電流大小，判斷過流保護(hù)裝置是否按長延時(shí)部件過電流控制器去執(zhí)行長延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)中的一種特性動(dòng)作，并輸出信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。它作為斷路器的核心保護(hù)部件，有較高的短路分?jǐn)嗄芰?，過載長延時(shí)、

52、短路短延時(shí)、短路瞬時(shí)、單相接地等參數(shù)均可由用戶自行設(shè)定。</p><p>　　本論文的主要任務(wù)是在分析傳統(tǒng)斷路器的特點(diǎn)和不足的基礎(chǔ)上，研制低壓斷路器的智能控制單元及其上位機(jī)管理系統(tǒng)。智能控制器單元要求具有實(shí)時(shí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)顯示、故障值存儲(chǔ)、故障報(bào)警、參數(shù)整定、試驗(yàn)脫扣以及與上位機(jī)通信的功能。上位機(jī)管理系統(tǒng)要求具有良好的用戶界面，實(shí)現(xiàn)整定值與故障的存儲(chǔ)、查詢、修改等功能。</p><p>　　智

53、能控制器整個(gè)系統(tǒng)采用上位機(jī)和下位機(jī)的主從式工作方式。下位機(jī)即智能控制器是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓斷路器的測(cè)量和保護(hù)。上位機(jī)即PC通過串行通信接口與控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)控制器的集中控制、調(diào)度和管理。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)包括控制器盼設(shè)計(jì)、通信接口和協(xié)議的設(shè)計(jì)、上位枧管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)所主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)線路電流檢測(cè)；</b></p>

54、<p>　　實(shí)現(xiàn)斷路器的三段電流保護(hù)特性和各種反時(shí)限保護(hù)特性等；</p><p>　　通過硬件實(shí)時(shí)監(jiān)控(包括主電流監(jiān)控、接地監(jiān)控、負(fù)載監(jiān)控等)，并經(jīng)過軟件數(shù)據(jù)處理后送顯示模塊；</p><p>　　可以方便地設(shè)定斷路器的整定值；</p><p>　　線路故障參數(shù)的記錄；</p><p>　　具備智能控制器本身的自診斷功能；</

55、p><p>　　設(shè)置了通訊接口，實(shí)現(xiàn)了通訊。</p><p>　　第二章 智能控制器的設(shè)計(jì)原理</p><p>　　供配電系統(tǒng)中的低壓斷路器的主要功能是通過采集單元得到系統(tǒng)母線中的電流、電壓信號(hào)，由脫扣器的邏輯控制單元進(jìn)行分析判斷，根據(jù)結(jié)果采取相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路中的過載、短路等故障的保護(hù)。</p><p>　　智能脫扣器也是基于這個(gè)原理，通

56、過互感器將主線路中的電壓、電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電路可處理的信號(hào)，信號(hào)處理單元對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行濾波和整形，信號(hào)采樣后經(jīng)多路開關(guān)送入CPU，在CPU內(nèi)部進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行邏輯運(yùn)算與處理，運(yùn)算結(jié)果與整定值比較后輸出符合預(yù)設(shè)定保護(hù)特性的邏輯電平信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)放大后可直接驅(qū)動(dòng)斷路器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其他輔助繼電器，使斷路器動(dòng)作或輸出聲音、光信號(hào)。各種故障保護(hù)的動(dòng)作電流和時(shí)間整定值通過鍵盤設(shè)定并預(yù)先存儲(chǔ)在EEPROM中，并可在運(yùn)行期間隨時(shí)進(jìn)行修改。此外，

57、當(dāng)產(chǎn)生特大短路電流時(shí)，獨(dú)立于CPU的模擬脫扣電路可立即產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)控制執(zhí)行單元，使斷路器動(dòng)作。</p><p>　　在電力系統(tǒng)中，大都需要對(duì)電壓電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，作為上級(jí)電力部門進(jìn)行監(jiān)控的可靠數(shù)據(jù)，計(jì)算故障電流，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的保護(hù)功能。在系統(tǒng)中，為了減少各種干擾造成的影響，除了硬件的抗干擾、濾波措施外，軟件也需要一定的數(shù)字濾波處理，以便達(dá)到更好的抗干擾效果。</p>

58、;<p>　　智能控制器單元是斷路器的中樞部件，它承擔(dān)著斷路器的備種測(cè)量、保護(hù)、報(bào)帶、顯示與控制功能。早期的控制單元以過電流保護(hù)和脫扣功能為主，通過逐步改進(jìn)和發(fā)展，現(xiàn)在其功能遠(yuǎn)不止此。除了過電流保護(hù)功能外，還具有報(bào)警、接地保護(hù)、溫度保護(hù)、電流顯示、電壓顯示、故障記錄以及與計(jì)算機(jī)通信等功能。本章從計(jì)量、保護(hù)等方面討論斷路器智能控制單元的設(shè)計(jì)原理與其實(shí)現(xiàn)方法。</p><p>　　第一節(jié) 電量參數(shù)的計(jì)

59、量原理</p><p>　　智能控制器使用采集轉(zhuǎn)換而來的數(shù)字信號(hào)完成各種電量參數(shù)的計(jì)算，包括電壓、電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù)的計(jì)算。裝置對(duì)監(jiān)控對(duì)象的模擬信號(hào)量的采集，理論上采樣頻率越高則越能恢復(fù)原信號(hào)，但由于受CPU速度、A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間等因素的影響，采樣頻率不可能太高。電力系統(tǒng)中的模擬信號(hào)其主要成分是l、3、5次諧波，對(duì)于六次以上的諧波和高頻干擾經(jīng)過模擬通道中RC低通濾波加以濾除；對(duì)予六次及以下各次諧波

60、分量借用數(shù)字濾波算法加以提取。本智能控制器每周采32個(gè)點(diǎn)，采樣頻率為l600Hz．為信號(hào)基波頻率(50Hz)的32倍，可實(shí)現(xiàn)非失真采樣。</p><p>　　2.1.1 電壓、電流的計(jì)量</p><p>　　電流與電壓檢測(cè)方法是程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，以電流為例，對(duì)正弦電流采樣數(shù)據(jù)有如下幾種可能選擇的處理方法：</p><p>　　(1) 由最大值計(jì)算</p&g

61、t;<p>　　通常認(rèn)為配電系統(tǒng)是按照正弦電流電路工作的，由有效值和最大值之間的關(guān)系式</p><p>　　式中I為有效值， 為最大值。為了得到一個(gè)周期內(nèi)采樣數(shù)據(jù)的最大值(可以認(rèn)為最大值為峰值)，我們?cè)O(shè)計(jì)硬件電路來判斷信號(hào)最大值的到達(dá)時(shí)刻，在該時(shí)刻對(duì)信號(hào)采樣。設(shè)計(jì)觸發(fā)電路在信號(hào)從負(fù)到正變化時(shí)引發(fā)單片機(jī)中斷，相移電路使信號(hào)產(chǎn)生90度的相移，中斷時(shí)單片機(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換值即為正弦信號(hào)的最大值。&l

62、t;/p><p>　　這種方法求取有效值在信號(hào)不出現(xiàn)畸變時(shí)可行，而且軟件設(shè)計(jì)簡單方便、計(jì)算量小，當(dāng)然需要硬件電路的支持，并且對(duì)硬件電路參數(shù)穩(wěn)定性要求高。但這樣只適用于正弦波無畸變的情況，在智能控制器系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)諧波干擾時(shí)，該方法將出現(xiàn)相當(dāng)?shù)钠?，特別是在出現(xiàn)短路電流時(shí)，偏差更大。</p><p>　　(2) 按有效值計(jì)算</p><p>　　根據(jù)熱量相等原則，均方

63、根值(即真有效值)適用于任何周期交變電路的定義為：</p><p>　　離散化后，以一個(gè)周期內(nèi)有限個(gè)采樣數(shù)字量來代替一個(gè)周期內(nèi)的連續(xù)變化的電流函數(shù)值，則有：</p><p>　　式中： 為第n-1個(gè)時(shí)間間隔的電流采樣瞬時(shí)值，N為一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。交流采樣相當(dāng)于用一條階梯曲線代替一條光滑的正弦曲線，其原理性誤差主要有兩項(xiàng)：一項(xiàng)是用時(shí)間上的離散數(shù)據(jù)近似代替時(shí)間上的連續(xù)數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的誤差，這主

64、要取決于A/D的轉(zhuǎn)換速度和CPU的處理速度；另一項(xiàng)是將連續(xù)的電流進(jìn)行量化而產(chǎn)生的量化誤差，這主要取決于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。采用這種方法求取有效值。硬件電路簡單，但是軟件計(jì)算量大。為了減小有效值的誤差，應(yīng)適當(dāng)增加一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)N，點(diǎn)數(shù)增加，計(jì)算量增大，但是采用這種方法求取有效值對(duì)信號(hào)波形的依賴性很小。</p><p>　　(3) 由傅立葉變換得</p><p>　　由傅立葉變換求取有效

65、值的原理是，A/D以一定的采樣頻率進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得信號(hào)離教的采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)過離散傅立葉變換(DFT)，計(jì)算出基波有效值，計(jì)算公式如下：</p><p>　　其中N為每周波的采樣點(diǎn)數(shù)， 為第n個(gè)采樣數(shù)值， 為電流的實(shí)都， 為電流的虛部。應(yīng)用該方法計(jì)算有效值的條件和按有效值公式計(jì)算的條件差不多，但是該方法計(jì)算中大量引用了正弦、余弦函數(shù)。根據(jù)綜合考慮，本控制器采用本方式?；ㄐ盘?hào)占到總信號(hào)的95％以上，而且不包含各種諧

66、波分量，常常用作各種保護(hù)算法的依據(jù)，其余諧波分量可以作為故障分析等的參考。</p><p>　　2.1.2 電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)及功率的計(jì)量</p><p>　　(1) 電網(wǎng)頻率和功率因數(shù)的計(jì)量</p><p>　　利用LM393芯片將正弦交流電壓信號(hào)和正弦交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，產(chǎn)生單片機(jī)的兩個(gè)外部中斷信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)內(nèi)部定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)，兩個(gè)中斷信號(hào)0(INT

67、0)之間的定時(shí)即為電網(wǎng)的周期，通過相應(yīng)的運(yùn)算即可得到頻率。中斷0(INT0)和中斷l(xiāng)(INT1)之間的計(jì)時(shí)即為電壓與電流之間的時(shí)間差，通過相應(yīng)的運(yùn)算即可得到功率因數(shù)。</p><p>　　(2) 功率的計(jì)量</p><p>　　功率的計(jì)量有兩表法和三表法。兩表法即兩相對(duì)應(yīng)線電壓與線電流的乘積在時(shí)間段內(nèi)的積分；三表法即三相對(duì)應(yīng)相電壓與相電流的乘積在時(shí)間內(nèi)的積分。由于低壓供電系統(tǒng)中絕大多數(shù)為

68、三相四線制，所以智能控制器采用三表法測(cè)量功率:</p><p>　　第二節(jié) 保護(hù)的原理及實(shí)現(xiàn)方法</p><p>　　大多數(shù)保護(hù)算法的計(jì)算可視為對(duì)交流信號(hào)中參數(shù)的估算過程，對(duì)算法性能的評(píng)價(jià)也取決于其是否能在較短數(shù)據(jù)窗內(nèi)，從信號(hào)的若干采樣值中獲得基波分量或某次諧波分量的精確估計(jì)值。衡量各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，重要指標(biāo)可以歸結(jié)為：計(jì)算精度、響應(yīng)時(shí)間和運(yùn)算量。這三者之間往往是相互矛盾的，因此應(yīng)根據(jù)保

69、護(hù)的功能、性能指標(biāo)（如精度、動(dòng)作時(shí)間等）和保護(hù)裝置硬件條件（如CPU的運(yùn)算速度、存儲(chǔ)器的容量等）的不同，采用不同的算法。</p><p>　　保護(hù)特別是快速動(dòng)作的保護(hù)對(duì)計(jì)算速度要求很高。由于反映工頻電氣量的通道設(shè)有濾波環(huán)節(jié)，各種保護(hù)算法都需要時(shí)間，因此在其他條件相同的情況下，盡量提高算法的計(jì)算速度，縮短響應(yīng)時(shí)間，可以提高保護(hù)的動(dòng)作速度。在滿足精度的條件下，在算法中經(jīng)常采用縮短數(shù)據(jù)窗、簡化算法以減小計(jì)算工作量，或采

70、用兼有多種功能的算法以節(jié)省時(shí)間等措施來縮短響應(yīng)時(shí)間，提高速度。</p><p>　　配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的過載運(yùn)行是經(jīng)常發(fā)生的，例如，照明線路的過負(fù)荷、大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、變負(fù)荷系統(tǒng)中負(fù)載的增減等等。低壓斷路器作為保護(hù)元件，智能控制器保護(hù)特性必須與被保護(hù)對(duì)象的熱特性配合，其中必須考慮的主要問被保護(hù)對(duì)象熱積累的模擬。過載時(shí)，系統(tǒng)中負(fù)載電流成倍增加，在線路和設(shè)備上直接以 的形式表現(xiàn)出來。在反時(shí)限延時(shí)保護(hù)特性曲線范圍內(nèi)被

71、保護(hù)電器的時(shí)間——電流特性呈現(xiàn)“ 常數(shù)”的反時(shí)限特性。不管電流如何變化，被保護(hù)對(duì)象最終的熱積累總值應(yīng)符合 ，保護(hù)功能是智能控制器最重要的功能之一，保護(hù)功能的設(shè)計(jì)在整個(gè)控制器的設(shè)計(jì)中占有極其重要的地位。本節(jié)討論智能控制器的保護(hù)功能及其實(shí)現(xiàn)原理，重點(diǎn)介紹過載延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)三段電流保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理。</p><p>　　2.2.1 保護(hù)的算法及分析</p><p>　　電力系統(tǒng)發(fā)生故

72、障時(shí)，往往是在基波上疊加有衰減的非周期分量和各種高頻分量，因此要求控制器對(duì)輸入的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，盡可能的濾除非周期分量積高頻分量。傅氏算法帶有很強(qiáng)的濾除高次諧波的功能，且收斂穩(wěn)定，因而得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本智能控制器的保護(hù)算法采用傅氏算法，以電流為例，分解出n倍頻率的電流的實(shí)部、虛部分別如下所示：</p><p><b>　　實(shí)部： </b&g

73、t;</p><p><b>　　虛部： </b></p><p>　　當(dāng)N=32，n=1代入，得基波的實(shí)部 、虛部 ,則電流基波幅值為：</p><p>　　當(dāng)計(jì)算出來的電流基波幅值大于或等于電流整定值的時(shí)候，就判斷為故障。為了計(jì)算上的方便，同時(shí)為了減小誤差，編程時(shí)直接采用平方值來比較，即 時(shí)，認(rèn)為故障發(fā)生。</p><p

74、>　　2．2．2 三段電流保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理</p><p>　　在電力系統(tǒng)中，存在發(fā)生各種故障的可能，雖然危害最大的是發(fā)生系統(tǒng)的短路，但是從發(fā)生的幾率來看，出現(xiàn)最多的故障則是過電流——線路中的電流長期高于額定電流的一種非正常工作狀態(tài)。</p><p>　　因?yàn)榘l(fā)生過電流故障時(shí)系統(tǒng)電流比額定電流略高，所以其程度不會(huì)立即對(duì)線路或電力系統(tǒng)中的負(fù)載設(shè)備造成損害，但是如任由其發(fā)展下去，長時(shí)間的

75、累計(jì)效應(yīng)，同樣會(huì)給線路和用電設(shè)備帶來很大的破壞。系統(tǒng)長時(shí)間工作在超過其額定電流的情況下，不論是絕緣還是各部件的機(jī)械強(qiáng)度都將迅速降低，加速系統(tǒng)的老化，而且機(jī)械性能、電接觸性能的降低又會(huì)給其他類型的故障提供了可能性，所以更要認(rèn)真對(duì)待。</p><p>　　過電流保護(hù)是智能型斷路器最重要的保護(hù)功能。智能斷路器具有過載長延時(shí)，短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)三段電流保護(hù)特性。智能型斷路器的過電流保護(hù)特性由時(shí)間——電流曲線表示，曲線位

76、于直角坐標(biāo)系中?？v坐標(biāo)為動(dòng)作時(shí)間，橫坐標(biāo)為電流倍數(shù)。信號(hào)檢測(cè)部分采用羅可夫斯基線圈，不僅具有良好的線性度和不飽和性，并且能真實(shí)地反映回路中故障電流的變化和大小。智能型斷路器己廣泛應(yīng)用到多種領(lǐng)域，有配電、有發(fā)電、有電動(dòng)機(jī)保護(hù)、有普通上下級(jí)配合、有與高壓側(cè)熔絲配合等，因此采用了五種特性曲線，該五條特性曲線有5 16，共80級(jí)特性，完全包容了GBl4048.2的要求，且針對(duì)性更強(qiáng)，選用更方便。</p><p>　　典型

77、的智能型斷路器過電流保護(hù)特性曲線如圖2.1所示，圖中包含了過載長延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)三段電流保護(hù)特性。三個(gè)電流保護(hù)段的電流整定值覆蓋范圍可以用數(shù)軸表示，見圖2.2。</p><p>　　圖2．1 斷路器保護(hù)特性曲線</p><p>　　圖2.2 整定值覆蓋范圍</p><p>　　圖中短延時(shí)電流覆蓋范圍分別與長延時(shí)電流和瞬時(shí)電流覆蓋范圍相重疊。根據(jù)電流保護(hù)

78、整定值的不同，斷路器可以同時(shí)或分別具有三段保護(hù)特性，見表2．1。</p><p>　　表2.1 電流整定與保護(hù)特性關(guān)系</p><p>　　：長延時(shí)電流整定值； ：短延時(shí)電流整定值； ：瞬動(dòng)電流整定值。</p><p>　　下面根據(jù)特性曲線圖依次分析智能斷路器三段保護(hù)特性。</p><p><b>　　1．過載長延時(shí)特性</

79、b></p><p>　　過載長延時(shí)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為</p><p>　　其中 ，t為長延時(shí)動(dòng)作延時(shí)值，I為過電流值， 為長延時(shí)電流保護(hù)整定值，K為長延時(shí)動(dòng)作時(shí)間系數(shù)整定值，為特快反時(shí)限特性（動(dòng)作時(shí)間與故障電流成反比）。其中N相可設(shè)置為50％保護(hù)或l00％保護(hù)，長延時(shí)動(dòng)作時(shí)間系數(shù)整定值K決定過載長延時(shí)保護(hù)的選擇范圍。在智能型控制器的使用說明書中，給出了 過載電流時(shí)的16個(gè)動(dòng)作延時(shí)時(shí)

80、間t。</p><p><b>　　2．短延時(shí)特性</b></p><p>　　系統(tǒng)中不同相的導(dǎo)線間或相對(duì)地發(fā)生金屬性的連接或經(jīng)較小阻抗的連接，就發(fā)生了短路，其直接后果就是電力系統(tǒng)中各工作點(diǎn)的電壓降低，電流增大，而由大電流作用產(chǎn)生的熱和力的作用又會(huì)造成絕緣破壞、設(shè)備變形等后果。</p><p>　　由于短路電流很大，會(huì)在出現(xiàn)故障的瞬釋放巨大的能

81、量，所以后果是非常嚴(yán)重的，但只要正確的選擇保護(hù)裝置、合理整定保護(hù)動(dòng)作值。就可消除或減輕短路的影響。為此有必要對(duì)短路電流進(jìn)行分析和計(jì)算，再確定合理的保護(hù)措施。</p><p>　　短延時(shí)保護(hù)有兩種方式，一種為反時(shí)限保護(hù)，當(dāng)故障電流超過反時(shí)限電流設(shè)定值時(shí)，控制器按與過載一樣的曲線進(jìn)行保護(hù)，僅是保護(hù)的速度要快10倍(即按過載曲線函數(shù)計(jì)算出的故障延時(shí)時(shí)間的十分之一)；另一種為定時(shí)限保護(hù)，當(dāng)故障電流超過定時(shí)限電流設(shè)定值時(shí)，

82、控制器按定時(shí)限延時(shí)保護(hù)。每個(gè)保護(hù)可根據(jù)需要關(guān)閉相應(yīng)的功能。</p><p>　　當(dāng)反時(shí)限電流值置于“0FF”位置或定時(shí)限電流值設(shè)置小于等于反時(shí)限電流值時(shí)，則控制器按定時(shí)限保護(hù)，反時(shí)限功能自動(dòng)失效。當(dāng)定時(shí)限保護(hù)投入時(shí)，無論定時(shí)限或反時(shí)限，短延時(shí)動(dòng)作時(shí)間均不小于定時(shí)限的設(shè)置時(shí)間。但當(dāng)定時(shí)限保護(hù)退出時(shí)，反時(shí)限保護(hù)的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間則不受定時(shí)限延時(shí)時(shí)間設(shè)置值限制(但不小于20ms)。</p><p>

83、<b>　　3．短路瞬動(dòng)特性</b></p><p>　　瞬動(dòng)保護(hù)時(shí)采取即采即比的方案，即將每次的采樣值與整定值比較，若大于整定值，則再采樣一次，如果仍然大于整定值，說明是故障出現(xiàn)，否則屬于尖峰干擾。</p><p>　　當(dāng)檢測(cè)到電流超過短路瞬動(dòng)保護(hù)的設(shè)置值時(shí)，理論上斷路器應(yīng)該馬上動(dòng)作，考慮到斷路器固有分?jǐn)鄷r(shí)間，短路瞬動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間(含斷路器固有分?jǐn)鄷r(shí)間)應(yīng)小于10

84、0ms。智能斷路器一般設(shè)有OFF鎖定功能，在不需要的相應(yīng)的保護(hù)中可關(guān)閉相應(yīng)的保護(hù)功能。</p><p>　　2.2.3 過電流保護(hù)特性曲線的運(yùn)用</p><p>　　配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的過載運(yùn)行是經(jīng)常發(fā)生的。過載時(shí)，系統(tǒng)中負(fù)載電流成倍增加，對(duì)線路和設(shè)備造成危害。為使配電系統(tǒng)可靠安全供電，要求斷路器必須能躲過正常的過載范圍內(nèi)。可以先用指示燈預(yù)報(bào)警，提供一定的延時(shí)，以便有足夠的時(shí)間切斷過負(fù)荷

85、設(shè)備，或?yàn)楸ＷC重要負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)而切斷次要負(fù)荷，減少經(jīng)濟(jì)損失。智能斷路器過載電流的整定重要考慮整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和保護(hù)的可靠性。</p><p>　　短路故障是配電系統(tǒng)正常運(yùn)行遭到破壞的最主要原因。短路電流往往要比正常電流大幾十倍，甚至上百倍。有效的切斷故障電路是斷路器的重要功能，同時(shí)它還必須保證非故障部分的正常供電。這就是所謂的選擇性短路保護(hù)。對(duì)于有選擇性保護(hù)要求的系統(tǒng)，其動(dòng)作時(shí)間的整定必須分級(jí)進(jìn)行。干線上斷路器短延

86、時(shí)可返回時(shí)間應(yīng)大于支路上的斷路器全分?jǐn)鄷r(shí)間。智能型斷路器設(shè)置了短延時(shí)反時(shí)限和定時(shí)限特性，有包含了長延時(shí)范圍在內(nèi)的保護(hù)區(qū)間，以滿足上下級(jí)之間的選擇性保護(hù)。只要在主電路和支路電路的斷路器上合理選擇電流整定值和動(dòng)作時(shí)間，就可得到可靠的上下級(jí)短路短延時(shí)保護(hù)配合。</p><p>　　短路瞬時(shí)動(dòng)作功能是為彌補(bǔ)斷路器短延時(shí)通斷能力不足而設(shè)置的。線路中一旦出現(xiàn)特大短路電流，就必須由瞬動(dòng)使斷路器斷開。</p>&l

87、t;p>　　2.2.4 保護(hù)的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　定時(shí)限保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理比較簡單。當(dāng)故障電流值大于相應(yīng)的整定電流值時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間到，保護(hù)動(dòng)作。在定時(shí)時(shí)間內(nèi)，如果故障電流值小于整定值，則保護(hù)退出。</p><p>　　反對(duì)限保護(hù)實(shí)質(zhì)為熱保護(hù)，動(dòng)作對(duì)間與電流平方成反比。根據(jù)測(cè)得的過電流倍數(shù)，計(jì)算求得動(dòng)作時(shí)間，定時(shí)時(shí)間到，則保護(hù)動(dòng)作。在定時(shí)時(shí)間內(nèi)，如果故障電流值小于整定值，

88、則保護(hù)退出。</p><p>　　反復(fù)的過負(fù)荷可能引起導(dǎo)體發(fā)熱，控制器因過載、短延時(shí)等故障延時(shí)動(dòng)作后，具有熱效應(yīng)(模擬雙金屬片特性)，過載熱效應(yīng)能量在故障排除后30min釋放結(jié)束，短延時(shí)熱效應(yīng)能量在故障排除后l5min釋放結(jié)束，在此期間如再次閉合斷路器發(fā)生過載、短延時(shí)等故障，則延時(shí)動(dòng)作時(shí)間變短，可使線路或設(shè)備得到較合適的保護(hù)。</p><p>　　第三節(jié) 其它保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理</p&

89、gt;<p>　　除三段電流保護(hù)功能外，智能斷路器還具有單相接地保護(hù)或漏電保護(hù)和不平衡保護(hù)等保護(hù)功能，下面依次討論各保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理。</p><p>　　2．3．1 接地或漏電保護(hù)</p><p>　　接地或漏電保護(hù)具有反時(shí)限特性，特性公式為 ，故障延時(shí)動(dòng)作時(shí)間不小于定時(shí)限的設(shè)置時(shí)間。其中 為接地定時(shí)限設(shè)定時(shí)間，當(dāng) 為“0FF”時(shí)表示只報(bào)警不跳閘， 為反時(shí)限剪切系數(shù)，一般為

90、1.5—6，當(dāng) 為“OFF”時(shí)表示接地保護(hù)為定時(shí)限。</p><p>　　單相接她保護(hù)指故障電流在幾百安培以上的金屬性接地保護(hù)，一般用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，控制器分兩種不同保護(hù)方式：</p><p>　　一種為內(nèi)部互感器矢量和方式(接地保護(hù))，控制器根據(jù)三相電流和中性級(jí)電流矢量和進(jìn)行保護(hù)，根據(jù)斷路器極數(shù)分為3PT、4PT、(3P+N)T三種形式。該種方式一般適用于平衡負(fù)載；不平衡負(fù)載或電動(dòng)

91、機(jī)負(fù)載一般只報(bào)警不脫扣。</p><p>　　另一種為外接漏電互感器方式(漏電保護(hù))，控制器直接取外加的一個(gè)電流互感器的輸出電流信號(hào)進(jìn)行保護(hù)，一般互感器的二次輸出為5A/1A（互感器一次電流小于等于400A時(shí)，二次為1A；400A以上時(shí)二次為5A），該種互感器的靈敏度較高，特別適合于從幾十安培開始的較小接地電流的保護(hù)。接地信號(hào)取樣有兩種方式：一種為矩形互感器取樣；一種為直徑10mm的環(huán)形互感器取樣。</p&

92、gt;<p>　　2.3.2 負(fù)載監(jiān)控保護(hù)特性</p><p>　　負(fù)載監(jiān)控是在發(fā)生過載故障前的一種補(bǔ)救手段，當(dāng)線路中出現(xiàn)較大電流時(shí)通過舍棄一些負(fù)載來使電流減小。若智能脫扣器為上一級(jí)開關(guān)，下級(jí)有多條支路分別供電給不同性質(zhì)的負(fù)載，當(dāng)發(fā)生過載故障時(shí)，智能脫扣器將有選擇的切掉線路中不重要的負(fù)載，以保證重要負(fù)載的連續(xù)工作。因?yàn)榕c過載故障具有相同的性質(zhì)，所以負(fù)載監(jiān)控也采取延時(shí)動(dòng)作的方法，延時(shí)時(shí)間要小于過載延

93、時(shí)時(shí)間。</p><p>　　負(fù)載監(jiān)控可用于預(yù)報(bào)警，亦可用于控制支路負(fù)荷，控制器可輸出兩個(gè)無源信號(hào)觸點(diǎn)。有兩種方式可選，方式一可控制兩路負(fù)荷，整定范圍為 ，當(dāng)運(yùn)行電流越過1.2倍時(shí)按反時(shí)限特性延時(shí)分別發(fā)出觸點(diǎn)，反時(shí)限特性同過載，但曲線速率及電流整定值可單獨(dú)設(shè)置，一般整定值 。輸出的觸點(diǎn)可用于報(bào)警，亦可用于控制分?jǐn)鄡陕坟?fù)荷，保證主系統(tǒng)供電。方式二一般用于控制支路負(fù)荷，當(dāng)運(yùn)行電流超過 整定值1.2倍后，延時(shí)發(fā)出觸點(diǎn)分

94、斷支路負(fù)荷，若分?jǐn)嗪筮\(yùn)行電流恢復(fù)正常，當(dāng)電流值低于 整定值，且持續(xù)60s后，控制器再發(fā)出一個(gè)信號(hào)觸點(diǎn)，可接通已分?jǐn)嗟呢?fù)荷，恢復(fù)系統(tǒng)供電。</p><p>　　2．3．3 電流不平衡保護(hù)特性</p><p>　　電流不平衡的保護(hù)可以對(duì)斷相和三相的電流不平衡進(jìn)行保護(hù)。其計(jì)算公式為 , 為三相電流的平均值。其延時(shí)為定時(shí)限，延時(shí)時(shí)間為 ，當(dāng) 為OFF時(shí)表示只報(bào)警不跳閘。</p>&

95、lt;p>　　2.3.4 MCR接通分?jǐn)嗉俺尢l功能</p><p>　　這兩種方式均為瞬時(shí)動(dòng)作，動(dòng)作值與斷路器的運(yùn)行分?jǐn)嗪蜆O限分?jǐn)嗄芰ο嚓P(guān)，故障電流信號(hào)直接通過硬件比較電路發(fā)出動(dòng)作指令，接通分?jǐn)嗍侵冈陂_關(guān)閉合前電網(wǎng)已處于故障狀態(tài)，在合閘瞬間產(chǎn)生大于MCR設(shè)定值的電流，控制器以瞬時(shí)方式使斷路器分?jǐn)?。此功能只在合閘瞬間(100ms內(nèi))起作用。</p><p>　　越限跳閘是指斷路

96、器在正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)短路電流超過一定值后（一般為斷路器的極限電流），控制器以瞬時(shí)指令使斷路器分?jǐn)?，此功能不受瞬時(shí)設(shè)定值的影響。這兩個(gè)單元分別是上電前的短路判斷單元和上電后的特大短路判斷單元。此種功能由用戶通過開關(guān)確定是否需要。</p><p>　　第三章 智能控制器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　硬件電路是智能控制器工作的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響到智能控制器單元功能的實(shí)現(xiàn)。除了工

97、作性能以外，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也是工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中要考慮到的一個(gè)重要因素，尤其是在我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)不甚發(fā)達(dá)的情況下，能夠長期占據(jù)市場(chǎng)的將是那些高性價(jià)比的產(chǎn)品。</p><p>　　硬件電路的設(shè)計(jì)要求圍繞智能控制器單元功能的要求進(jìn)行，本控制器集測(cè)量、保護(hù)、控制、通訊等功能于一體，為此控制器必須對(duì)電壓、電流等模擬量進(jìn)行采樣，采集開關(guān)量，并輸出各種控制和報(bào)警信號(hào)。同時(shí)可以和上位機(jī)進(jìn)行通訊，而且具有良好的人機(jī)交互功能。在設(shè)計(jì)時(shí)

98、應(yīng)充分考慮增強(qiáng)其自身的抗干擾性能，本章主要介紹低壓斷路器智能控制器單元硬件電路的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是綜合考慮系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的各種功能和各部分硬件之間的關(guān)系，來選擇所需芯片，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)電路原理圖以及印刷電路板。</p><p>　　第一節(jié) 硬件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則</p><p>　　智能控制器的硬件設(shè)計(jì)圍繞其功能進(jìn)行，同時(shí)要求遵循以下準(zhǔn)則：</p><p>　　軟硬件合理

99、劃分：系統(tǒng)中軟件和硬件在邏輯功能上等效的。具有相同功能的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，其軟硬件功能分配可以在很寬的范圍內(nèi)變化。系統(tǒng)的軟硬件功能分配要根據(jù)系統(tǒng)的要求而定，提高硬件功能的比例可以提高速度、減少所需的存儲(chǔ)量，有利于檢測(cè)和控制的實(shí)時(shí)性。相反，提高軟件功能的比例可以降低硬件的造價(jià)，提高靈活性和適應(yīng)性，但相應(yīng)速度要下降，軟件設(shè)計(jì)費(fèi)用和所需的存儲(chǔ)器容量要增加。劃分的原則是在滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性及可靠性的前提下，系統(tǒng)功能盡可能用軟件來實(shí)現(xiàn)。</p>

100、;<p>　　(1) 簡化設(shè)計(jì)：硬件設(shè)計(jì)時(shí)盡可能選用集成電路，少用分立元件，這樣有利于提高系統(tǒng)的集成度，減少元器件相互之間的連線、接點(diǎn)和封裝數(shù)目，從而大大提高系統(tǒng)工作的可靠性。</p><p>　　(2) 模塊化設(shè)計(jì)；硬件設(shè)計(jì)根據(jù)預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能劃分為若干功能模塊，盡可能選用模塊化結(jié)構(gòu)的典型電路，各模塊問的聯(lián)系力求松散，以便于硬件發(fā)生故障時(shí)的檢修。</p><p>　　(3)

101、防干擾設(shè)計(jì)：智能控制器單元工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，在硬件設(shè)計(jì)時(shí)必須具體分析可能的干擾來源，并采取相應(yīng)的硬件抗干擾措施來抑制干擾，以增強(qiáng)自身工作的穩(wěn)定性。</p><p>　　第二節(jié) 智能控制器的硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　智能控制器單元具有測(cè)量、控制、保護(hù)、顯示、通訊等功能，其硬件設(shè)計(jì)圍繞功能進(jìn)行。整個(gè)智能控制器單元根據(jù)所完成的功能分為以下幾個(gè)主要功能模塊：CPU系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊、

102、開關(guān)量的輸入輸出回路、用戶界面模塊、串行通信接口電路、時(shí)鐘電路、監(jiān)控電路等。其中CPU系統(tǒng)為整個(gè)控制器單元的核心，是斷路器實(shí)現(xiàn)數(shù)字智能化的標(biāo)志。</p><p>　　智能控制器單元的硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如圖3．1所示。下面依次討論各硬件模</p><p>　　塊的工作原理及硬件電路的實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　圖3．1控制器結(jié)構(gòu)框圖</p><p&g

103、t;　　處理器主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集處理，完成計(jì)量、各種保護(hù)和輔助功能，并且通過通信接口與上位機(jī)進(jìn)行通信。其中，對(duì)數(shù)據(jù)要進(jìn)行有效值的處理，還要進(jìn)行復(fù)雜函數(shù)的即時(shí)運(yùn)算，使保護(hù)器真正達(dá)到所需的保護(hù)（反時(shí)限、定時(shí)限）特性，這就要求所選芯片具有較高的速度，對(duì)ROM和RAM也要求有較大容量。故選用Cygnal公司的C8051系列單片機(jī)。控制器故障復(fù)位或斷電后仍具有故障記憶功能，保留一次歷史事件，還可對(duì)電網(wǎng)中各種數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史記錄，可記錄半小時(shí)，故

104、還需外部擴(kuò)展EEPROM還可以保存智能控制器的各項(xiàng)整定參數(shù)，以及在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)能記錄下該故障的相關(guān)信息以便查詢。這種設(shè)計(jì)所需外圍元件少，使得設(shè)計(jì)簡單，布線方便，提高其可靠性，而且在穩(wěn)定性和抗干擾能力上都有極大提高。這樣，經(jīng)過軟件的精心設(shè)計(jì)可以完成全部功能，實(shí)現(xiàn)精確的、始終一致的選擇性匹配保護(hù)，使配電系統(tǒng)的可靠性大大提高。</p><p>　　3.2.1 嵌入式片上系統(tǒng)</p><p>

105、　　1．C8051系統(tǒng)單片機(jī)</p><p>　　嵌入式片上系統(tǒng)C8051F該系統(tǒng)是真正能獨(dú)立工作的集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)(SOC)，有一個(gè)真正的12位多通道ADC或一個(gè)10位的多通道ADC，對(duì)于智能控制器需要處理這么多路信號(hào)是占有優(yōu)勢(shì)的，由于省去了A/D轉(zhuǎn)換器件，同時(shí)通過軟件編程可以選擇采樣通道，這就省去了多路開關(guān)等器件。因此使外圍電路大大簡化，有效的減小了電路板的面積。它具有高速指令處理能力，標(biāo)準(zhǔn)的805l一