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 Releaserof Low-Voltage Circuit-BreakerAbstract：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第1章绪论低压断路器是低压配电系统中的主要元件，其保护功能的触发是由脱扣器实现的。
早期脱扣器的过载保护功能是利用了双金属片在通过人电流时受热产生变形，从而使机械系统动作来实现的。
由于不同金属片的受热形变系数不同、所以可以近似模拟多种时间/电流特性曲线。
其缺点是体积较大，过流保护特性不够理想。
70年代开始出现了电子式脱扣器，90年代逐步推出了智能型脱扣器。
智能型脱扣器由于采用了计算机技术、数字处理技术、控制理论、传感技术和通信技术等，使其功能更趋完善。
除实现了各种保护功能外，还有监察显示功能、故障记录功能、通信等各种辅助功能，现已在低压配电系统中得到了广泛应用。
1.1脱扣器概述低压断路器主要用来对发电机、电动机、变压器和电缆等设备进行过载，短路和接地故障保护。
脱扣器是断路器的中枢部件，它承担着断路器的各种保护、报警、显示与控制功能。
早期的脱扣器为电磁式的。
其工作原理是利用双金属片在流过电流时发热变形而使脱扣器动作，这类脱扣器制造调整困难，精度低和可靠性差。
传统的断路器保护功能是通过脱扣器中机械系统的动作来实现的，其效果也不够理想。
为了防止用电设备故障以及在供电网络出现异常时损坏用电设备，在传统断路器的基础上逐步开发出更可靠和更具保护性能的断路器。
随着微电子技术的发展，集成电路的出现，大大缩小了普通电子电路的体积，因而出现了以专用集成电路为基础的多功能脱扣器，从而促进了多功能断路器的发展。
同时微型计算机技术的发展也为低压电器的智能化提供了条件。
智能脱扣器是智能断路器的核心部件，它不仅能够提供普通断路器的各种保护功能，还能实时显示电路中的各种参数(电流、电压、功率、功率因数等)，以及和PC机进行通信等功能。
1.2 课题研究目的及意义90年代随着微处理器的蓬勃发展，出现了带微处理器的智能型脱扣器，标志着进入了智能化阶段。
而今在信息技术和计算机网络的发展下，并借鉴国外低压电器领域的先进技术，利用近年来出现的现场总线技术，使智能脱扣器与中央控制设备实现双向通信成为可能，可见具有此类功能的产品前景十分广阔。
因此，对其的研究非常符合目前低压电器的发展趋势，尤其我国开发智能化电器正处于起步阶段，从我国配电系统发展的实际需要看，随着石油、化工、冶金及高层建筑等行业的技术进步，此类智能化电器必将在我国存在着巨大的潜在市场。
此外，将智能化脱扣器做成独立于某一型号断路器的通用型产品也成为了一个发展趋势。
因此，开发和研制新一代的智能脱扣器具有重要的现实意义。
1.3 课题内容概述智能化脱扣器在结构上大致可以分成检测和传感模块、信号处理模块、动作模块，即将电路参数检测、信号处理、执行单元分离开来，故只要在参数检测和信号处理单元进行相应的设计或修改，一个脱扣器就可以实现传统意义上的几个脱扣器的功能。
智能化脱扣器采用了微处理芯片，从而可使其配备应用软件，在硬件不变的情况下具备较大的适用性和升级能力。
智能化的另一个较大的功能是可以实现通信化。
可通信化是在脱扣器产品中加入相关通信芯片或电路，使脱扣器的各种状态和工作参数能通过各种传输媒质（如现场总线、串行接口线等）与线路上的其他电气设备交流，适应了当前电气设备智能化级网络化的趋势。