低压智能断路器的研究与设计

本科毕业论文（设计、创作）题目：低压智能断路器的研究与设计学生姓名：学号：0801002115所在系院：专业：入学时间：2010年9月导师姓名：职称/学位：副教授/博士导师所在单位：完成时间：2014年6月安徽三联学院教务处制安徽三联学院毕业论文1第1页低压智能断路器的研究与设计摘要：论文阐述使断路器智能控制的技术，设计控制单元使之达到智能化。其意义使之达到智能保护的效果，主要是设计控制单元的硬软件。在本文中，分析断路器的原理和相关算法，确定单片机及其功能单元周围的原则，全面的硬件设计后，对系统的软件设计，实现断路器智能。对短路、过载和接地等故障的相关参数进行实时检测。叙述它紧要功能模块相关原则、设计方案，智能控制重点是C8051单片机，因为它是核心处理器，其任务是对数据进行收集、对故障线路进行保护，从而达到断路器自动控制的效果。软硬件设计是以模块化和开放性为原则的。硬件的串行芯片采用标准化和模块化，还留下空间，为今后的扩大提供条件；而软件选用层次化、多任务原则，提升软件系统灵活性、可移植性。关键词：断路器；智能控制器；过流保护；安徽三联学院毕业论文2第2页Researchanddesignoflow-voltagecircuitbreakerintelligentAbstract:Paperdescribesthetechnologyofcircuitbreakerintelligentcontrol,intelligentcontrolunittodesign.Theeffectofitssignificancetointelligentprotection,mainishardforthedesignofthecontrolunitsoftware.Inthisarticle,analyzedtheprincipleofcircuitbreakerandrelevantalgorithm,determinethesinglechipmicrocomputeranditsfunctionalunitsaroundtheprinciple,thehardwaredesignofacomprehensive,thesoftwareofthesystemdesignandrealizationofintelligentcircuitbreaker.Forshortcircuit,overload,andearthingfaultoperationrelatedparameters,suchasthereal-timedetection.DescribeitsimportantfunctionmodulesrelatedprincipleanddesignschemeofintelligentcontrolwithafocusontheC8051singlechip,becauseitisthecoreprocessor,itstaskistocollectdata,thefaultlineprotection,soastoachievetheresultofautomaticcontrolcircuitbreaker.Thehardwareandsoftwaredesignbasedonmodularandopenprinciples.Usingstandardizedandmodularhardwareserialchip,butalsoleaveaspace,providetheconditionsforfutureexpansion.Andhierarchical,multitaskingsoftwarechoosesprinciple,improvesoftwaresystemflexibilityandportability.Keywords:circuitbreaker;intelligentcontroller;overcurrentprotection；安徽三联学院毕业论文I第I页目录1绪论............................................................................................................................11.1课题研究的意义与目的..................................................................................11.1.1课题研究的意义....................................................................................11.1.2课题研究的目的....................................................................................21.2智能断路器在国内外发展的现状..................................................................22智能低压断路器的原理及理论分析........................................................................42.1低压智能断路器控制单元的算法分析..........................................................42.1.1电压、电流的计量................................................................................42.1.2电网频率、功率因数及功率的计量....................................................52.2保护的原理及实现..........................................................................................52.2.1过电流保护特性曲线的运用................................................................62.2.2保护的实现............................................................................................63智能低压断路器的硬件设计....................................................................................83.1硬件设计准则..................................................................................................83.2智能控制器的硬件电路设计..........................................................................83.3嵌入式片上系统..............................................................................................93.3.1C8051系统单片机.................................................................................93.3.2数据采集模块......................................................................................104智能低压断路器的软件设计..................................................................................124.1软件设计概述................................................................................................124.2主要程序设计................................................................................................124.3定时采样........................................................................................................154.4键盘程序设计................................................................................................154.5故障处理........................................................................................................174.6自检程序设计................................................................................................18结论..............................................................................................................................20致谢..............................................................................................................................21参考文献......................................................................................................................22安徽三联学院毕业论文1第1页1绪论1.1课题研究的意义与目的1.1.1课题研究的意义随着电力工业的发展，各种功能的电力线保护装置也应运而生，并得到迅速发展。这种保护电路的原理是电流或功率超过一定的基于时间限制，自动切断电源线实现保护负载。电路断路器是电力系统中最重要的设备之一，主要是用于电路交换的各种继电保护系统，判断线路是否正常运行，若出现故障，则供配电系统关闭。低压断路器的重要部分是脱扣器，智能脱扣器的智能控制器是更准确的更及时的，因此它被广泛地应用于电力系统。在供电系统中的低压断路器中的分布更为重要的是，不仅需要保护电路，中断容量和短路电流，但也具有一定的智能化功能的实现，保障供给的选择性保护。这不仅可以连接或断开连接在正常工作状态下的负载电流，但在正常情况下，过流，短路，电压等现象的情况下，自动切断电路的断路器，从而保护电气设备和电缆；故障排除后，快速恢复供电。断路器既可工作在本地，也可远程操作。智能控制器是核心，各种断开电路保护、报警、显示、测试和事故诊断功能，它目前已成一个先进断路器主要标志；它的功能是电