基于单片机测控的智能直流断路器

ByElmer1

摘要
. m( k3 r( A+ ?直流供电具有传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点，是目前世
0 h) S, \% ~1 m7 `界发达国家作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段。
9 U" v. X/ c6 E" J; }" C( E6 X直流断路器是直流供电系统中极其重要的保护设备，其应用将会得到更广泛
的发展。当今通讯技术发展极其迅速，电器智能化已被大家所认可，也有很
( i% t( U) F: i4 |- @' N: H多有识之士投身于这方面的研究。
基于此，本文研究了智能直流断路器。其核心部分是基于单片机和微电
, d7 W" U( w6 R. W9 S, A% u子技术的快速检测与控制单元，采用单机构同步操动装置，利用电流转移原
理来实现直流分断。
; Z& u: L' U$ y2 f7 j3 u+ ?本文具体的研究内容包括测控单元的软硬件设计、断路器操动机构的改
+ L9 V9 {8 W$ o: t8 I# u' f9 ^1 s0 j' ~进以及对断路器进行调试试验等。测控单元的硬件设计中采用高精度线性光
耦和光耦开关实现信号前向通道的隔离放大与指令信号的隔离输出，有效地
! W5 x1 ?( h6 r4 a实现了系统的隔离抗于扰;软件设计采用C51 语言进行模块化设计，短路
4 a9 t/ a1 A% R3 ~, ?判据采用电流幅值与，上升率相结合的快速算法，并采用了复合数字滤波等软
件抗干扰措施;操动装置采用永磁机构和同步联动结构，大大提高了断路器
0 f) c2 X3 F. \, @的可靠性和可控性。
% t7 u8 T  X- o本文是在合成回路.上进行了测控单元与断路器的配合试验，验证了此智
能直流断路器设计的合理性与先进性。
关键词：断路器; 单片机;智能测控;永磁机构
2 z! M5 p5 ?5 ]* h2 L2 ?6 q3 n第1章绪论
1 o2 j9 K+ j8 q8 x& t- |+ s* [  i1.1引言
为了适应电力系统技术进步和发展的需要，世界各大电器设备制造公司
: K. M2 l/ a6 R竞相开发研制性能更加先进、结构更加合理、可靠性更高的开关电器产品。
同时，随着现代信息技术的飞速发展，智能化已成为工业装置的发展趋势。
3 n# K* z) x9 d# G2 _/ T  n# `在高中压开关领域中，智能化开关技术发展迅速，其动力来自电力系统越来
: b5 m" `2 B, y2 ~, Q- ^. b越高的可靠性要求及越来越高的自动化程度的要求。现代配电和用电系统包
( x1 o( v- L( `. F! Y! F括小区或智能大厦的电气设备都要求在监测、控制及保护等方面能够完全实
现智能化和自动化。
# C1 d- s& t  B- Q9 `在开关电器设备向着大容量、智能化、组合化、小型化发展的今天，一
% B/ n0 _) K& A3 r次设备的高可靠性仍然是开关电器设备的根本问题和追求目标。作为高压电
器最重要的设备之一，高压断路器的可靠性特别是灭弧室本体和操动机构的
' x; p% N3 \9 \* z, l可靠性就成为关键。高中压开关技术与微电子技术、计算机技术、信息传输
技术相结合，产生了新一代的智能化开关设备。数年前，有专家和学者提出
了电子操动理论，但传统的操动机构存在诸多弊端，不能满足电子操动的要
; t9 @( x0 R1 P: h- B1 X求，长期以来更多的是在理论上做了--些研究与探索。只有当新的操动技
8 p0 `3 H5 f3 l& e% E1 \" v# e术一永磁操动技术出现以后，电子操动理论才得以在电气开关领域得到广
5 q# ?( }4 Q! c泛的实践和应用，近些年国外一些公司例如ABB公司已经推出了应用电子
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