基于以太網(wǎng)通信的智能塑殼斷路器設(shè)計與研究.pdf

1、論文是以發(fā)展智能電網(wǎng)為背景，設(shè)計開發(fā)一種基于以太網(wǎng)通信的智能塑殼式斷路器控制器。塑殼斷路器作為低壓配電網(wǎng)絡(luò)的核心部件，不僅應(yīng)該具有較強(qiáng)的可靠性，還應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)化、信息化等高度智能化的特點(diǎn)，更能有效的保護(hù)負(fù)載系統(tǒng)安全和用戶效益。
　　智能塑殼斷路器控制器是以32位微處理器STM32F107V芯片為核心，集自生電源、電信號采集、雙向通信、故障預(yù)判和預(yù)警、負(fù)載監(jiān)控、三段電流保護(hù)、電能質(zhì)量監(jiān)控、人機(jī)界面交互、遠(yuǎn)程控制電動操作機(jī)構(gòu)等功能為一體

2、，以太網(wǎng)通信可以作為實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇性連鎖及可快速安全恢復(fù)智能化功能的基礎(chǔ)。
　　三段電流保護(hù)是斷路器控制器的基本功能，包括過載長延時保護(hù)、短路短延時保護(hù)和短路瞬時保護(hù)。區(qū)域選擇性連鎖是借助于現(xiàn)代通信技術(shù)，通過數(shù)據(jù)交換來維持配電系統(tǒng)間各斷路器設(shè)備間的配合，是一種新的全電流選擇性保護(hù)技術(shù)。當(dāng)發(fā)生短路或接地等故障時，離故障點(diǎn)最近的上級斷路器自動從整個配電系統(tǒng)中被隔離并產(chǎn)生相應(yīng)動作，而系統(tǒng)內(nèi)其他區(qū)域的設(shè)備不受影響，繼續(xù)保持供電，有效降低故障

3、引起的損失。
　　論文詳細(xì)介紹了智能塑殼斷路器控制器的結(jié)構(gòu)組成，分析了自生電源的產(chǎn)生方法和可靠性保證，控制器中各功能模塊的電路原理設(shè)計、元器件的選型分析和控制器的PCB設(shè)計，包括PCB制板過程的可靠性設(shè)計和EMC保證。另外根據(jù)控制器功能需求給出了控制軟件的總體框架，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)底層驅(qū)動程序。論文介紹了自生電源PWM調(diào)制算法、三段電流保護(hù)算法、故障數(shù)據(jù)存儲程序、Modbus/TCP通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方法以及遠(yuǎn)程PC監(jiān)控平臺功能實(shí)現(xiàn)等，

4、并對軟件抗干擾能力和性能優(yōu)化措施進(jìn)行了分析。利用實(shí)驗(yàn)室條件搭建控制器的調(diào)試實(shí)驗(yàn)平臺，平臺以多個三相交流電機(jī)作負(fù)載對象，利用空心電流互感器檢測總的負(fù)載電流，并從負(fù)載電流中取電產(chǎn)生控制器的自生電源，在調(diào)試平臺上對控制器進(jìn)行調(diào)試和性能分析，并對調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題作了詳細(xì)判斷分析，對不足之處進(jìn)行修改和完善。
　　最終斷路器控制器在調(diào)試平臺上經(jīng)過反復(fù)測試，證明控制器具有良好的功能和優(yōu)越的性能，能夠順利、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)上面所述的各項(xiàng)功能，達(dá)到項(xiàng)