基于单片机测控的智能直流断路器

ByElmer1

摘要
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
2 j1 ^# H1 Z  a% P2 ^" |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。
7 d' x. ?) g9 @# p3 }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
0 }% x4 ~5 z5 Q: H; S' a多有识之士投身于这方面的研究。
9 X3 g) g. V) Z0 ]4 K! ~/ ]$ O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
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
1 B+ ]. x4 g! a) s' Z$ q理来实现直流分断。
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
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
/ U, S! D' e* J; c9 e% C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
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
" C0 M6 g0 F9 E0 q1 l! c9 X2 k, M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
0 r; y# F2 \% q. \4 T6 j6 Z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
8 J- E7 k4 u- P的可靠性和可控性。
- c- u% g* T7 I* J# w) p9 ]! r/ f/ H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
% p( r. }. l. x' `% _/ l% P能直流断路器设计的合理性与先进性。
  q3 h9 H) A- N1 m" y/ ?关键词：断路器; 单片机;智能测控;永磁机构
第1章绪论
1.1引言
, p; C7 B4 h5 f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
3 a7 r$ W- F$ p" R# b' S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。
& {  c) D) E+ \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。
# b+ X8 y$ u8 ?5 ^: Z& I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
# o: Q& ?/ |8 P2 g: z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
$ ~- e& B3 i7 D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
; E( w  {, _7 U- E+ n现智能化和自动化。
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
, q0 q/ t) ~; M' r" A8 w% s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
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
  c, C4 [* d, h( L' s/ w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
, E# U8 i5 q; A1 m# `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 l& @8 W% T' A1 [7 q2 p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
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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