低压断路器智能脱扣器的设计

湖南工程学院

毕业设计说明书题目：低压断路器智能脱扣器的设计

专业班级：

学生姓名：学号：

完成日期： 2012年6月10号

指导教师：***

评阅教师：谢卫才

2012年6月10号

湖南工程学院 (论文)

诚信承诺书

本人慎重承诺和声明：所撰写的《低压断路器智能脱扣器的设计》是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。

设计(论文)的研究成果归属学校所有。

学生(签名)

年月日

湖南工程学院应用技术学院

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：低压断路器智能脱扣器的设计

姓名专业电气工程及其自动化班级学号

指导老师黄绍平职称教授教研室主任林友杰

一、基本任务及要求：

本课题要求设计一个以单片机作控制器的低压断路器智能脱扣器，要求具有过载、短路、欠电压、过电压、三相不平衡、接地保护、负荷监控、电气量测量、通信（RS-485）等功能，采用LCD 显示。在规定时间内，完成以下工作：

1．整体方案的确定；

2．硬件系统设计；

3．程序设计与仿真调试；

4．提交毕业设计论文。

二、进度安排及完成时间：

（1）2月27日至3月11日：查阅资料，熟悉课题；撰写文献综述和开题报告（2）3月12日至3月25日：整体方案的确定（3）3月26日至4月8日：毕业实习.撰写实习报告。

（4）4月9日至4月29日：硬件系统设计（5）4月30日至5月21日：程序设计与软件仿真调试

（6）5月22日至6月10日：撰写毕业设计论文。（7）6月11日至6月16日:毕业设计答辩

目录

摘要...................................................................... I Abstract ................................................................. II 第1章绪论 (1)

1.1脱扣器概述 (1)

1.2 课题研究目的及意义 (1)

1.3 课题内容概述 (2)

1.3.1 硬件电路设计 (2)

1.3.2 软件设计 (2)

第2章智能脱扣器硬件设计 (3)

2.1 硬件总体方案 (3)

2.2单片机的选用 (4)

2.3 模拟信号检测单元 (5)

2.4 单元电路设计 (7)

2.4.1 真有效值转换电路 (7)

2.4.2 过载保护 (9)

2.4.3 短路保护 (12)

2.4.4 模拟脱扣电路 (14)

2.4.5 脱扣输出电路 (16)

2.5 负载监控 (17)

2.6 自诊断和监察 (18)

2.7 电源选择 (18)

2.8 通信接口 (18)

2.8.1 RS-485 通信接口电路 (19)

2.9 硬件抗干扰设计 (20)

2.9.1 抗干扰设计 (21)

2.9.2 RS-485抗干扰措施 (23)

第3章软件设计 (24)

3.1 软件系统的总体设计 (24)

3.2 初始化子程序 (25)

3.2.1 定时器初值的设定 (26)

3.2.2 定时器T1的设定 (26)

3.2.3 定时器T0的设定 (26)

3.2.4 与A/D转换相关的寄存器 (26)

3.2.5 A/D控制寄存器ADCON1的设定 (27)

3.2.6 A/D控制寄存器ADCONO的设定 (27)

3.3 过流判断子程序 (28)

3.4 过流处理子程序 (28)

3.4.1 过流处理子程序流程图 (28)

3.4.2 非首次过流处理子程序 (28)

3.5 中断子程序 (29)

3.6 软件抗干扰设计 (31)

结束语 (33)

参考文献 (34)

致谢 (35)

低压断路器智能脱扣器的设计

摘要：本文论述了智能型断路器的国内外发展状况，指出以单片机为核心的新型智能脱扣器是断路器脱扣系统的发展趋势。与以前的脱扣器相比，这种新型智能脱扣器具有功能强、适用范围广、保护准确可靠等优点。通过对电力系统各种故障的分析，综合国内外现有资料和用户要求，提出合理的、先进的技术指标，建立起智能脱扣器三段保护特性的数学模型，确定单片机系统及其外围功能单元的设计原理，通过系统的硬件和软件综合设计，实现了对断路器的智能控制，对于电力系统中短路、过载、可接地等故障实现智能保护，实时显示线路运行时电流或故障信息，采用按键和数码显示。作为人机交互方式，方便设置各参数的整定值、查询故障信息，试验脱扣等。智能脱扣器还具有模拟脱扣、MCR脱扣、温度监控等多种后备保护方式，并且留出了多台断路器联网保护与集中监控的通信接口，为本装置进一步发展智能控制及保护系统创造了条件。为保证本装置各项功能的可靠实现，对于单片机系统噪声进行系统的分析，采用多种容错方法和软、硬件抗干扰措施，以提高智能脱扣器在工业环境下的稳定性和可靠性。

关键字：断路器；智能脱扣器；单片机；智能保护；监控

Design on the Intelligence Releaser

of Low-Voltage Circuit-Breaker

Abstract：The low-voltage breaker is a kind of switch electrical appliance .It can get-on and cut the distribution circuit and protect all kinds of faults. It can be widely used in the low-voltage distribution system. The releaser executes the function of breaker. The traditional releasers always are electromagnetic and it is not easy to control their trait. The task uses the microelectronics technology and single-chip technology and utilizes microprocessor to develop the mini-intelligence releaser. It can not only fulfill the function of releasing, i.e. fulfill the protecting function which is pre-designed, but also select the parameters of motion, i.e. it can realize protecting in the multi-situations. By using the system, the target of remote controlling is realized .All of them strengthen the releasers functions and make it accord with requirements of distribution system. The basic principles of the design are accounted detail，the selective bases and the operational principle of the hardware are introduced chiefly and the design reasons and program means of the software are recommend in this thesis. Keywords: circuit breaker；intelligence and ability releaser；mamuscri；intelligent protection；monitoring