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电气工程及其自动化专业毕业论文1000A智能型万能式断路器设计

毕业论文题目:1000A智能型万能式断路器设计学院:电气信息学院专业:电气工程及其自动化班级: 1101 学号: 2011XXXXXXX 学生: XXXXXX导师:梁锦完成日期: 2015 年 6 月 15 日诚信声明本人声明:1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料;3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有容均真实、可信。

作者签名:日期:年月日毕业设计(论文)任务书题目: 1000A智能型万能式断路器设计XXX 学院电气信息学院专业电气工程及其自动化班级 XXX学号 2011XXXXX指导老师梁锦职称副教授教研室主任谢卫才一、基本任务及要求:1. 断路器整体结构设计。

2. 智能脱扣器设计,这一部分是重点,包括互感器设计计算,参量采样,输出模块设计,硬件设计,软件设计等。

3. 电磁兼容设计。

4. 各功能模块的配合,全部器件的装配。

二、进度安排及完成时间:3月5日至3月16日:查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告3月18日至3月30日:毕业实习4月1日至4月10日:总体方案的确定4月11日至5月5日:硬件系统的设计5月6日至5月20日:软件设计5月21日至6月8日:撰写毕业设计说明书(论文)6月9日至6月12日:修改、装订毕业设计说明书(论文)6月13日至6月18日:毕业设计答辩目录摘要 (I)ABSTRACT: (II)第1章概述 (1)1.1 智能型万能式断路器开发的目的与意义 (1)1.2 智能脱扣器的发展 (1)1.3课题主要研究容 (2)第2章方案设计及断路器保护功能 (3)2.1 方案的总体设计 (3)2.1.1智能监控单元 (3)2.1.2系统总方案的设计 (3)2.2 电压电流测量方法的选择 (4)2.2.1 交流电参数的定义 (4)2.2.2 采样定理 (6)2.3 同步采样法在交流测量中的应用 (7)2.3.1 同步采样定义 (7)2.3.2 同步采样计算公式 (7)2.4 万能式断路器 (8)2.4.1 断路器零部件的设计 (8)2.4.2 断路器的保护功能 (12)第3章硬件电路设计 (14)3.1 单片机的选择 (15)3.1.1 主控单元的确定 (15)3.2智能脱扣器电源 (17)3.3 智能脱扣器电路 (17)3.4 数据采集 (19)3.4.1信号采样、处理电路 (19)3.5 A/D转换电路 (21)3.5.1 ADC0809简要介绍 (21)3.5.2 ADC0809与单片机的接口电路 (23)3.6 键盘、显示接口电路 (24)3.7 8051与PC通讯接口电路 (26)3.7.1 RS-232-C接口标准 (27)3.7.2 RS-232-C传输接口电路的设计 (27)3.8 报警电路 (28)3.9 智能脱扣器硬件功能模块介绍 (29)3.9.1输入模块 (29)3.9.2中央控制模块 (29)3.9.3开关量输出模块 (29)3.9.4通信模块 (29)第4章软件设计 (30)4.1 软件系统总流程图 (33)4.2 主检测子程序 (34)4.3 通讯中断服务子程序 (34)4.4 键盘中断服务子程序 (35)4.5 各参数测量子程序 (37)4.5.1 测电压、电流子程序 (37)4.5.4 测功率子程序 (38)4.6 电流保护、报警、显示子程序 (38)4.6.1 电流保护程序 (38)4.6.2 报警子程序 (39)4.6.3 显示子程序 (39)4.8 单片机系统调试 (40)4.9 智能电器监控单元的电磁兼容性设计 (41)4.9.1电磁兼容性的基本概念和电磁干扰的传播途径 (41)4.9.2监控单元硬件的电磁兼容性设计 (42)4.9.3 电磁兼容的试验目的 (44)设计总结 (45)参考文献 (46)致谢 (47)附录: (48)附录一:主要元器件明细表 (48)附录二:总电路图 (49)1000A智能型万能式断路器设计摘要:本们这次主要设计的主要核心智能控制单元。

该单元能自动识别断路器在工作中的状态,针对不同的状态自动调整断路器的操动机构来实现预计的开断特性,记录和显示断路器的工作状态。

系统以INTEL MCS-51系列8051单片机为核心,通过传感器对电参数进行检测,并进行数据采集,由单片机将数据送到主机进行处理与设定值进行比较。

通过检测供电线路中的电流(电压)并将其转换为数字电路和单片机可处理的电平信号,信号经选相、采样、比较等处理后送入微处理器,微处理器带的A/D转换单元将模拟信号转换为数字信号,供CPU进行逻辑运算与处理。

各种故障保护的动作电流和时间的整定值通过键盘设定并存于串行中央处理单元中,CPU将检测到的电流信号与整定值比较,判断是否脱扣,若脱扣则确定动作时间并发出控制信号及报警信号,显示故障;否则脱扣器刷新显示。

关键词:智能型万能式断路器智能脱扣器 8051单片机传感器电磁兼容性Design of 1000A intelligent universal circuit breakerABSTRACT: This main core of the main design of the core intelligent control unit. The unit can automatic identification circuit breaker in the work state, in view of the different state automatic adjustment circuit breaker actuator to achieve expected breaking characteristic, record and display the operating state of the circuit breaker. System with Intel MCS-51 series 8051 MCU as the core, through the sensor of electrical parameters were detected and data acquisition, is composed of a single chip microcomputer the data sent to the host computer for processing and compare it to the set value.Through the current and voltage detection of power supply line and the conversion for digital circuit and a single chip can handle the signal level, signal selected phase, sampling, comparison of evacuation in a subtle way processor, microprocessor with a / D conversion unit converts the analog signal to digital signal, for the CPU of logic operation and processing. Fault protection action current and time setting value set by keyboard coexist in serial central processing unit, CPU will be detected current signal in comparison with the setting value, to determine whether the trip, if the trip is to determine the action time and send out the control signal and alarm signal and display of fault; otherwise release refresh display.Keywords: 8051 Single Chip Microcomputer Intelligent universal circuit breaker Intelligent release Sensor Electromagnetic compatibility第1章概述1.1 智能型万能式断路器开发的目的与意义随着电力需求的增加,电能质量需求的日益增加。

近年来,中国的电力系统和电力设备行业有了很大的发展。

随着信息技术的快速发展,开关电器也经历了新一轮的升级。

随着国家智能电网建设的发展,智能型万能式断路器将广泛应用于低压供配电系统作为主保护开关。

智能断路器是万能式和塑料外壳式两类。

也有一些特殊用途的断路器,如真空断路器,六氟化硫断路器等。

智能型万能式断路器适用于交流50Hz,额定电压380V(660V),在配电网200A-6300A 额定电流。

与传统的电路断路器的断路器相比,具有其自身的优势。

多重保护功能、长延时、瞬时、短延时和故障(包括序电流和剩余电流保护)保护、分别、实现过载、短路时间延迟、大短路瞬时动作电流和接地故障保护,保护灵敏度高,易于调整各种参数,容易满足的分布线路保护的要求。

此外,它具有分级保护的功能,并有较好的选择性作用的表现。

1.2 智能脱扣器的发展第一代的脱扣器电磁式过电流脱扣器,释放功能简单,精度低,对热继电器动作单元,依靠双金属片受热弯曲变形的跳闸信号,电流或机械通过双金属片的影响,易产生永久变形,释放工作不稳定。

第二代电子脱扣器出现在上世纪70年代使用的充电和放电的调节作用时间的电阻电容电路的第二代脱扣装置,通过调节电位器设定电流整定值的作用,在很大程度上提升了断路器的保护特性,但作用时间设定精度不高,没有监控,显示和网络通信功能。

第三代脱扣装置出现在上世纪80年代末到90年代初。

它不仅具有第二代断路器的保护功能,还增加了显示,网络通信功能,用户可以通过遥控脱扣装置的网络通信功能的手段。

由于微处理器在发布应用程序,释放更多的智能,释放功能也越来越强大,它可以实时显示电路中的各种参数;可以监控,设定和修改各种保护功能的参数;也可以节省电路故障值。

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