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.doc 56页

'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学生姓名：XXXXXX导师姓名：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）中的所有内容均真实、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姓名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IABSTRACT:II第1章概述11.1智能型万能式断路器开发的目的与意义11.2智能脱扣器的发展11.3课题主要研究内容2第2章方案设计及断路器保护功能32.1方案的总体设计32.1.1智能监控单元32.1.2系统总方案的设计32.2电压电流测量方法的选择42.2.1交流电参数的定义42.2.2采样定理62.3同步采样法在交流测量中的应用72.3.1同步采样定义72.3.2同步采样计算公式72.4万能式断路器82.4.1断路器零部件的设计82.4.2断路器的保护功能12第3章硬件电路设计143.1单片机的选择153.1.1主控单元的确定153.2智能脱扣器电源173.3智能脱扣器电路173.4数据采集193.4.1信号采样、处理电路193.5A/D转换电路213.5.1ADC0809简要介绍213.5.2ADC0809与单片机的接口电路233.6键盘、显示接口电路243.78051与PC通讯接口电路263.7.1RS-232-C接口标准273.7.2RS-232-C传输接口电路的设计273.8报警电路28 3.9智能脱扣器硬件功能模块介绍293.9.1输入模块293.9.2中央控制模块293.9.3开关量输出模块293.9.4通信模块29第4章软件设计304.1软件系统总流程图334.2主检测子程序344.3通讯中断服务子程序344.4键盘中断服务子程序354.5各参数测量子程序374.5.1测电压、电流子程序374.5.4测功率子程序384.6电流保护、报警、显示子程序384.6.1电流保护程序384.6.2报警子程序394.6.3显示子程序394.8单片机系统调试404.9智能电器监控单元的电磁兼容性设计414.9.1电磁兼容性的基本概念和电磁干扰的传播途径414.9.2监控单元硬件的电磁兼容性设计424.9.3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 湖南工程学院毕业设计（论文）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INTELMCS-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，微处理器内带的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I湖南工程学院毕业设计（论文）1000AintelligentuniversalcircuitbreakerAbstract:thismaincoreintelligentcontrolunitofthismaindesign.Theunitcanautomaticidentificationcircuitbreakerintheworkstate,inviewofthedifferentstateautomaticadjustmentcircuitbreakeractuatortoachieveexpectedbreakingcharacteristic,recordanddisplaytheoperatingstateofthecircuitbreaker.SystemwithIntelMCS-51series8051MCUasthecore,throughthesensorofelectricalparametersweredetectedanddataacquisition,iscomposedofasinglechipmicrocomputerthedatasenttothehostforprocessingoutputanddrivestheactuator.Inordertoachievethefunctionofintelligentrelease.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INTELMCS-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输出并驱动执行器，以实现智能脱扣的功能。II 湖南工程学院毕业设计（论文）Designof1000AintelligentuniversalcircuitbreakerABSTRACT:Thismaincoreofthemaindesignofthecoreintelligentcontrolunit.Theunitcanautomaticidentificationcircuitbreakerintheworkstate,inviewofthedifferentstateautomaticadjustmentcircuitbreakeractuatortoachieveexpectedbreakingcharacteristic,recordanddisplaytheoperatingstateofthecircuitbreaker.SystemwithIntelMCS-51series8051MCUasthecore,throughthesensorofelectricalparametersweredetectedanddataacquisition,iscomposedofasinglechipmicrocomputerthedatasenttothehostcomputerforprocessingandcompareittothesetvalue.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，微处理器内带的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。Throughthecurrentandvoltagedetectionofpowersupplylineandtheconversionfordigitalcircuitandasinglechipcanhandlethesignallevel,signalselectedphase,sampling,comparisonofevacuationinasubtlewayprocessor,microprocessorwitha/Dconversionunitconvertstheanalogsignaltodigitalsignal,fortheCPUoflogicoperationandprocessing.Faultprotectionactioncurrentandtimesettingvaluesetbykeyboardcoexistinserialcentralprocessingunit,CPUwillbedetectedcurrentsignalincomparisonwiththesettingvalue,todeterminewhetherthetrip,ifthetripistodeterminetheactiontimeandsendoutthecontrolsignalandalarmsignalanddisplayoffault;otherwisereleaserefreshdisplay.Keywords:8051SingleChipMicrocomputerIntelligentuniversalcircuitbreakerIntelligentreleaseSensorElectromagneticcompatibilityII 1000A智能型万能式断路器设计第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。第四代脱扣器仍处于早期发展阶段。的一个显著特点是第四代发布网络，可以实现单主机和释放网络通信功能。在第四代发行国外研究起步较早，他们第四代版本应用于电力，石油和化学工业。49 1000A智能型万能式断路器设计万能式断路器智能控制器将在世界上在以下方向发展。1.基于现场总线技术的通信功能2.嵌入式Web服务器，可以实现互联网/内联网在现场网络功能3.电能质量监测功能1.3课题主要研究内容根据我们专业的特点和我们的实际动手能力，我们针对当前我圉的断路器发展状况及今后的社会需求，我们对智能型万能式断路器进行设计，其主要任务要求如下：1.断路器整体结构。2.智能脱扣器，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。49 1000A智能型万能式断路器设计第2章方案设计及断路器保护功能2.1方案的总体设计2.1.1智能监控单元根据智能断路器的基本原理，我们设计的主要核心智能控制单元，该单位可以在工作状态自动识别断路器，在不同的状态自动调整断路器操动机构为了达到预期的断裂特征，记录并显示断路器的当前运行状态，并与远程主机通信。1.智能断路器操作的核心是断路器可以自动根据操作条件来实现优化运行调整的开断性能。智能操作的实现将是未来断路器发展的必然趋势，提高运行的可靠性，并延长断路器的寿命，这无疑具有较高的经济效益。实际操作经验和设计表明断路器运动特性对其性能有重要的影响，所以断路器的性能可以通过调整断路器运动特性的改变。2.智能控制单元的基本功能：（1）对断路器的工作状态自动识别：对断路器工作状态的准确识别是实现智能操作的前提。过电流，过载电流，小容性电流和小电感电流。（2）自动调整断路器的操作机构：这是控制单元的核心功能。因此必须对控制单元识别中的断路器在确定的运行机制的基础上，相应调整工作状态。（3）记录并显示断路器的工作状态：由于断路器在大部分运行时间是不动作的。在此期间，该单位的任务是断路器的工作状态，要不断监测，同时，还应记录每次关闭断路器，包括开断电流大小，断裂类型和是否拒绝或拒绝这样的信息。短路也应该记录短路电流的变化过程，以便于事故分析及断路器维护电力部门，而且通过断路器累计切断电流的大小来表示断路器触头侵蚀情况。（4）具有通信功能与远程主机：控制单元可以根据主机的断路器的开断传输给PC机记录的要求，与PC机通过操作命令和保护传输参数配置信息。2.1.2系统总方案的设计49 1000A智能型万能式断路器设计智能操作断路器的工作原理和整个操作过程：自适应控制单元（即智能控制单元）不断从电力系统中采集某些信息。从而判断断路器的当前工作状态，同时处于操作的准备状态。当变电站控制室由于系统故障，通过继电保护装置为分闸信号或正常运行操作的断路器发出命令，根据一定的算法得出的值与相应的断路器操作机构的工作状态是由于最佳状态的控制单元对应，并且驱动机构使操作机构调整状态，从而达到优化运行。显然，自适应控制单元是断路器的核心部件智能操作。键盘输入电参量显示51单片机采样电路A/D转换器模拟量输入通信脱扣指示自检图2-1系统框图2.2电压电流测量方法的选择2.2.1交流电参数的定义远程终端装置可用来测量单、三相(三线、四线)交流电路中的电流、电压功率等参量。为了衡量交流电做功的平均效果，工程实际中采用有效值。有效值是根据周期电流的热效应与一个恒定直流电流的热效应进行比较后定义的。在工程上常用到的交流电压、交流电流的大小都是指它们的有效值而言。2.2.1.1周期交流电流有效值定义根据电工理论基础可知，电流有效值是指在一个周期内，交流电流通过纯电阻负载所产生的热量与一个直流电流在同一个纯电阻负载上产生的热量相等时，该直流电流的数值就是交流电流的有效值。根据焦耳一楞次定律，对于交流电，如果通过电阻R的电流i(t)，则它可在一个周期的时间T内的发热量为:(2-1)对于直流电，在同一周期内，若通过电阻R的电流是I，则它在一个周期时间T内的发热量为:（2-2）如果交流电流与直流电流的发热量相等即，就可得到交流电流有效值表达式为:49 1000A智能型万能式断路器设计(2-3)i(t)——交流电流的瞬时值如果周期电流为正弦交流信号，即，则有效值为:(2-4)如果周期电流含有多个正弦分量，即，则有效值为:(2-5)——交流电流第k次谐波峰值——最高次谐波次数2.2.1.2周期交流电压有效值的定义周期交流电压有效值的定义与周期交流电流有效值的定义相类似，电压有效值是指在一个周期内，通过某纯电阻负载所产生的热量与一个直流电压在同一个纯电阻负载上产生的热量相等时，该直流电压的数值就是交流电压的有效值。周期交流电压有效值表达式为:(2-6)u(t)——交流电压的瞬时值如果周期电流为正弦交流信号，即，则有效值为:(2-7)如果周期电流含有多个正弦分量，即，则有效值为:(2-8)——交流电压第k次谐波峰值——最高次谐波次数2.2.1.3频率的计算49 1000A智能型万能式断路器设计在求功率是，根据相关资料，选择三点法算。所以我们必须先求出输出频率是多少，三点法是一种建立在三角函数变换基础上的数据拟合方法。假设被测函数是正弦函数，在等间隔采样的前提下可以利用相邻3个数据样本，导出求解信号频率的线性方程，进而拟合出方程系数，最终求出频率，推导如下。设信号为，若，则（2-9）若设，其中为采样频率，则有（2-10）相邻的3个数据样本可表示为（2-11）（2-12）（2-13）使用三角变换，有（2-14）所以：令,则得到（2-15）这就是我们所需要的线性方程。这里有n个方程，只有一个未知数,用最小二乘法拟合可以得到一个较准确的斜率，进而求出频率。2.2.2采样定理采样定理指出，在一定的条件下一个连续的时间信号完全可由该信号在等时间间隔点的样木值来表示，并且可以用这些样本值把该信号全部恢复出来，这就是采样定理的观点[3]。采样定理的内容为:若连续信号x(t)是有限带宽，其频谱的最高频率为，对x(t)采样时，若保证采样频率，那么，可由恢复出x(t)，即保留了x(t)的全部信息。49 1000A智能型万能式断路器设计采样定理指出若想无失真地恢复原信号，信号的采样频率必须不小于信号最高频率的两倍。为了保证不因采样而造成原始信号信息的丢失，应满足两个条件:第一，要求采样频率=。第二，被采样信号应是带限的。2.3同步采样法在交流测量中的应用2.3.1同步采样定义交流同步采样是指采样时间间隔与被测交流信号T周期及一个周期内采样点数N之间满足关系式。同时同步采样法需要保证采样截断区间正好等于被测连续信号周期的整数倍。交流采样主要采用积分和算法与傅立叶算法进行数据分析，计算精度与采样点数和采样同步性有关，因此，数据采集多为整周期同步采样。一般采样前需要确定两个参数的数值：每周期采样的点数和采样频率。根据采样点数和采样频率的确定方式，交流同步采样的实现方法有多种。2.3.2同步采样计算公式DFT和FFT算法是对采样数据进行谐波分析的常用方法，傅立叶算法的主要公式如下（设最高次谐波为L次谐波）：（2-23）式中，，为第k次谐波电压的有效值和初相位。各项系数的计算公式如下：（2-24）（2-25）由已采样的离散数据，利用以上公式可以推导出各次谐波的幅值和相位，从而分析出各次谐波。49 1000A智能型万能式断路器设计对于有效值计算，可用如下公式计算：（2-26）式中，对电压，F取U，f1、f2取u。对电流，F取I，f1、f2取i。对有功功率，F取P，f1取u。，f2取i。2.4万能式断路器1000A智能型万能式断路器由本体和抽屉座两部分组成。断路器本体由操动机构、触头系统、灭弧室、绝缘底座、脱扣器、二次插接件和辅助开关等组成。侧视图成田字形布置，左上方设置各种附件，左下面为操动机构；右上方布置灭弧室和触头系统；右下方布置有电流互感器。上下左右之间有绝缘隔离，需要联结的活动部位的间隙控制在最小值，使触头系统在分断短路电流时所产生的气体不致喷射到脱扣操动机构系统，也不会喷射到互感器，达到双重效果。正面为两层川型布置，上层左为智能控制器，中间为操动机构，右边为电动机操作和手柄。下层为三相主电路，互相间绝缘可靠，使其不可能产生相间短路。图2-2万能式智能断路器框架图2.4.1断路器零部件的设计1000A智能型万能式断路器的零部件设计主要考虑以下三个部分：触头系统、操动机构、灭弧室。2.4.1.1.触头系统的设计所谓触头系统包括触头、载流母线和软联接等部件。对触头的基本要求可概括为：49 1000A智能型万能式断路器设计（1）安全可靠地接通和分断短路电流及以下的所有电流，也就是说除了接通和分断极大的电流外，断路器还应分断临界负载电流。（2）长期通过额定发热电流而不致发生过高温升；（3）达到标准规定的点寿命和机械寿命，在规定的接通和分断次数后，不致有严重的磨损。所以在设计触头系统时应该注意一下几个方面：1.接触形式在实际触头设计中，断路器的触头大多采用线接触，静触头常设计成平面，而动触头设计成弧面，在分断短路电流时有利于电弧进入灭弧室；接触器由于要达到高的机械电气寿命要求，除了采用线接触的形式，也有采用多点接触的形式，如触头表面设计成网格形式，其触头要求在触头接触过程中能尽量磨掉表面的氧化层。在动静触头配对时往往使静触头的硬度稍大于动触头的硬度。2.触点形式根据动静触头在分断状态下的断点数，可分为单断点和双断点。在新一代低压电器设计中，趋向于采用双断点的结构形式，并通过结构创新，克服了传统意义上单断点和双断点的一些缺点。3.触头结构断路器常用的有对接式触头、桥式触头和插入式触头。在这里我们选用桥式触头。桥式触头有两对触头，这对大容量(1000A以上)断路器有利，可省去笨重的软连接。4.触头压力断路器的触头压力主要取决于极限短路通断能力，必须保证触头在通过短路电流时不致因电动斥力而产生跳动或引起熔焊。因此，要求触头压力要大于触头间的电动斥力。电动斥力可按下式决定：（2-27）式中：F-触头间的电动力(N)；I-流过触头的电流(A)；d一触头的直径(m);do-触头接触点的直径(m)。其中而可用下式决定：（2-28）式中：E一触头间接触压力(N)；HB-触头材料的布氏硬度。49 1000A智能型万能式断路器设计弧触头的压力一般取主触头的1/3～1/2。限流断路器的触头压力越小越好，满足触头长期的导电能力和避开电路中可能出现的起动电流。5.电动补偿当分断电流增大时，按(2.1)计算出的触头压力很大，给机构设计造成困难。为了减少所需的触头压力弹簧，可采用多种型式的电动力补偿措施。采用多个触头并联是措施之一。如果有n个触头并联，则总的斥力在理论上可降低到原来的/砌。但触头并联数不宜太多，否则使触头结构复杂，不利于制造和装配。另一方面，照成电流分布不均，使两侧触头电流较大，反而减小补偿的效果，也使得两侧触头发热严重。一般使得每个触头的额定电流约为250～500A。6.触头开距低压断路器所需的开距很小，在断开短路电流时不会因气隙击穿而发生电弧复燃。在决定断路器开距时，要考虑以下三点：(1)保证断路器在断开短路电流时断路器不会因为动触头和停档碰撞引起的反弹而再次接通电路；(2)保证断开临界电流；(3)尽可能使灭弧室的空间得到充分利用，触头开距尽可能取大些。取触头开跑为15～70mm。我们选用的是双挡触头，因此当弧触头刚接触时，主触头的开距（小开距）在2～5mm。7.触头材料触头的接触电阻与触头材料有直接的关系，触头材料在温度达到一定数值后，其械强度就会显著降低。为保证触头的可靠工作，触头在长期发热时的表面稳定温升不应超过有关标准规定的极限允许温升，具体数值可在相关的标准中查阅。8.触头超程主要是主觖头的超程，它决定于传动杆的磨损和触头的磨损，必须保证在寿命终了时，主触头仍能可靠地接触，一般取2～6mm。9.磁吹为了把电弧驱入灭弧室，有时要考虑磁吹，特别是在直流的情况下，加磁吹线圈是有效的灭弧措施之一。但是加磁吹线圈会使断路器的结构变的更复杂，这里我们不选用。2.4.1.2灭弧室的设计主要由气密绝缘外壳、导电回路、屏蔽系统、触头、波纹管等部分组成陶瓷外壳真空灭弧室。灭弧室必须保证以下性能：1.为了可靠地熄灭电弧，燃弧时间应尽可能短：49 1000A智能型万能式断路器设计2.有足够的热容量，使在熄灭电弧时，灭弧室的温度不致太高，防止灭弧室变形或碎裂；3.尽可能小的飞弧距离；4.有良好的绝缘性能，在受电弧高温灼烧后不容易碳化，而使绝缘电阻下降；5.有足够的机械强度，能承受电弧热能产生的压力；另一方面也能承受产品在装配和运输过程中的振动而不致碎裂；6.尽可能小的外型尺寸和重量。2.4.1.3断路器操动机构设计断路器的闭和与断开由机构来实现。机构包括传动机构、自由脱扣机构和主轴、脱扣轴等。1.传动机构断路器的传动机构可分为手柄传动、杠杆传动、电磁铁传动、电动机传动和气动或液压传动五类。在选择和设计传动机构时应注意到：(1)手柄和杠杆传动的最大操作力最好不超过250N。为了满足这个要求，可以适当的选择手柄长度和转动角度；(2)传动机构消耗功率小，为了降低大容量断路器的消耗功率，可采用储能闭合的电动机传动，这时电动机的功率可降至0.3～1KW;(3)固有闭合时间小，为了缩短电动机传动储能闭合机构的固有闭合时间，可采用预储能措施。(4)闭合断路器是冲击应尽量小。2.蓄能机构：采用弹簧储能，由储能弹簧、凸轮、储能杠杆、扣板和半轴组成。当扣板扣子半轴时，籍电动或手动带动凸轮顺时针方向转动，推动蓄能杠杆上的滚柱B，使蓄能杠亦顺时针方向转动，其下端则向左移动，使蓄能弹簧压缩。达到蓄能的目的。当推动凸轮到最高点时，凸轮上的滚珠A被扣板锁住，能量以蓄足，这时处于预储能状态，准备断路器闭合。如要释能使断路器闭合时，借手动或释能电磁铁动作，使半轴逆时针转一角度，扣板释放。A也释放，滚珠B在弹簧力推动下迅速下降到凸轮最低凹处，完成释能动作，使断路器触头闭合。3.自由脱扣机构49 1000A智能型万能式断路器设计自由脱扣机构是实现传动机构和触头系统之间的联系。自由脱扣机构再扣时，传动机构应带动触头系统一致运动，并使触头闭合。一般，自由脱扣机构分自动再扣和非自动再扣两类。自动再扣的自由脱扣机构是由手柄自身的重量或在复位弹簧作用下再扣。万能式断路器采用的就是这一类的自由脱扣机构。用若干个零件相互扣搭的自由脱扣机构可在受柄的重量下复位。其缺点是没有省力作用，因此闭合操作力较大。为了消除这一缺点，现多采用四连杆变五连杆的自由脱扣机构，当机构闭合后，消除其中一个支点，从而实现自由脱扣。4.欠电压脱扣器它分为欠电压瞬时脱扣器和欠电压延时脱口器，分励脱扣器用于远距离遥控或热继电器动作分断断路器。过电流脱扣器用于防止过载和负载侧短路。5.电动机与手柄操动机构采用直流串激电动机作为动力源，高速电动机经齿轮和行星轮变速后带动主轴上的凸轮转动而工作。当蓄能完成后，微动开关动作，切断电动机的电源，电动机停止。手动蓄能时，蓄能手柄能带动主轴转动，但其他部分不会转动。一般手柄来回7次完成蓄能操作。电动机操动机构自成一套体系，蓄能轴与主轴之间通过凹凸型锲口活动联结，装配和拆卸都很方便。1.释能脱扣半轴2.杠杆l3.连杆24.储能杠杆5.储能弹簧6.凸轮图2-3操动机构原理图7.连杆18.主轴9.连杆310.分断脱扣半轴11.连杆22.4.2断路器的保护功能万能式断路器具有短路保护、过载保护和漏电保护的功能。在电器超载或非正常运行中，如出现故障，会自动断开开关，起到保护电器和线路的作用；另外带有漏电保护的断路器，具有漏电保护功能，防止人为触电。49 1000A智能型万能式断路器设计2.4.2.1断路器的三段保护1.电流速断保护：当线路发生相间短路、相间短路接地故障时，能保证断路器瞬时动作的保护装置叫做电流速断保护，属于电力设备主保护。其整定值应是按躲过线路末端最大短路电流来设置，即线路末端发生短路部动作，所以不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化影响电流速断的保护范围。因此，瞬时电流速断保护的任务是在线路始端短路时能快速地切除故障。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和限时电流速断保护两种。2.限时电流速断保护：为了弥补瞬时速断保护不能保护线路全长的缺点，常采用略带时限的速断保护，即延时速断保护。这种保护一般与瞬时速断保护配合使用，其特点与定时限过电流保护装置基本相同，所不同的是其动作时间比定时限过电流保护的整定时间短。为了使保护具有一定的选择性，其动作时间应比下一级线路的瞬时速断大一时限级差一般取0.5秒。图2-4电流速断保护图中　　1――最大运行方式下d(3)2――最小运行方式下d(2)3――保护1第一段动作电流　（2-29）　　　　　　　　　　　　　（2-30）可见，Id的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关49 1000A智能型万能式断路器设计最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。（Zs.min）最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。（Zs.max）2.过电流保护：当线路发生相间短路、相间短路接地故障且速断保护装置拒动或当线路电流大于最大负荷电流时，保证断路器动作的保护装置叫做过电流保护，属于电力设备后备保护，其整定值按躲过线路的最大负荷电流来设置。过电流保护又分为定时限电流保护（当限流中的电流大于整定值时，按规定时限动作的电流保护装置）和反时限电流保护（当电路中的电流大于整定值时，动作时间与电流幅值成反比例关系的电流保护装置）。瞬时电流速断保护（电流Ⅰ段）、限时电流速断保护（电流Ⅱ段）和过电流保护（电流Ⅲ段）都是反应电流增大而动作的保护，它们相互配合构成一整套保护，称做三段式电流保护。电流速断保护动作快，但存在着保护盲区，而过电流保护虽然可以保护线路全长，但存在着跳闸时间长的问题，而加入限时电流速断保护则可以弥补以上存在的不足。2.4.2.1过载保护、漏电保护过载保护：负荷过大，超过了设备本身的额定负载，产生的现象是电流过大，用电设备发热，线路长期过载会降低线路绝缘水平，甚至烧毁设备或线路。此时电流超过了电路所设定的限定额定电流，通过断路器的断开保护电路安全。漏电保护：当主回路中发生漏电或绝缘破坏时，漏电保护开关可根据判断结果将主电路接通或断开的开关元件。第3章硬件电路设计49 1000A智能型万能式断路器设计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，微处理器内带的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（掉电不丢失），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，显示故障电流和故障类型；否则脱扣器刷新显示。其原理框图如下：操动机构图3-1智能脱扣器原理框图3.1单片机的选择3.1.1主控单元的确定MCS-51单片机的管脚功能采用HMOS制造工艺的MCS-51单片机都采用40管脚双列直插式封装；而采用CHMOS制造工艺的80C51,除采用40脚双列式直插式封装外，还有用方形的封装方式。如图3-3所示为双列直插式封装单片机管脚图[6]。各管脚功能说明如下：1．电源管脚VCC(40脚):接＋5V；VSS（20脚）：接地。49 1000A智能型万能式断路器设计2．时钟信号脚XTAL1(19脚),XTAL2(18脚):外部时钟信号脚。图3-2MCS-51单片机的管脚3.控制线1）RST/Vpd(9脚):当作RST使用时，为复位输入端；当作为Vpd使用时，当VCC掉电下，可作备用电源。2）/Vpp（31脚）：为访问内部或外部程序储存器的选择号。对片内RPROM编程时，Vpp接入21V编程电压。3）ALE/（30脚）：当访问外部储存器时，ALE信号的负跳变将P0口上的低8位送入地址锁存器，不访问外部储存器时，ALE端仍以固定的振荡频率的1/6速率输出正脉冲信号。当对片内EPROM编程时，该管脚PROG用于输入编程脉冲。4）（29脚）：外部程序存储器读选通信号。4.输入/输出口线1）P0口（32～39脚）：双向I/O口，既可接地址锁存器作低8位地址I/O口使用也可以作数据I/O口使用。能驱动8个LSTTL负载。2)P1口（1～8脚）：具有内部上位电阻的8位准双向I/O口，可驱动4个LSTTL负载。3）P2口（21～28脚）：8位具有内部上位电阻的准双向I/O口，在接收外部存储器时，P2口作为地址高8位。能驱动4个LSTTL负载。4）P3口（10～17脚）：8位具有内部上位电阻的准双向I/O口，其每一位又有如下特殊功能：P30（RXD）：串行口输入端。P31（TXD）：串行口输出端。P32（）:外部中断0输入端，低电平有效。49 1000A智能型万能式断路器设计P33（）:外部中断1输入端，低电平有效。P34（T0）：定时/计数器0外部事件计数输入端。P35（T1)：定时/计数器1外部事件计数输入端。P36（):外部数据存储器写选通信号，低电平有效。P37（):外部数据存储器读选通信号，低电平有效。3.2智能脱扣器电源该电源采用变压器供电，变压器原边电压取进线侧的任意两相间的线电压。变压器的副边电压经过整流桥整流、电容滤波和稳压芯片线性稳压，产生脱扣器的工作电源。主电源如图3.2所示，由于线性稳压电路和隔离电路输出电压的精度比较高，纹波比较小，所以该电路的输出电压可以作为5V基准电压。图3-3智能脱扣器电源结构框图2.3智能脱扣器电路智能化脱扣器脱扣电路的结构如图3-4所示,在微处理器脱扣控制电路的基础上,加入了模拟脱扣电路,作为后备保护。模拟脱扣电路用于系统上电初期的短路电流保护和系统运行期间特大短路电流的保护。微处理器在上电初期要进行上电初始化,无法实现保护。模拟脱扣电路采用硬件比较器电路可以快速判断出断路器接通时出现短路的情况,并做出相应的动作进行保护。在微处理器运行期间,模拟脱扣电路实现特大短路电流的判断,如果出现特大短路电流,微处理器没有来得及反应,则模拟脱扣电路可作出相应的判断和动作。因此数字脱扣和模拟脱扣相结合,两者互补,增加了脱扣器的可靠性。模拟脱扣电路采用比较器鉴幅电路来实现,每一相使用两个比较器来完成。电流信号Ia、Ib、Ic的幅值同参考电平VRE+和VRE-进行比较。比较器采用LM393,其输出是集电极开路的,因此图中所有电压比较器输出并联起来,通过一个上拉电阻接VCC实现线与功能。49 1000A智能型万能式断路器设计图3-4智能脱扣器电路图在正常情况下,微处理器没有发出脱扣信号且电流信号的幅值在基准电压范围内,则比较器的并联输出UTRIP被上拉电阻拉高,否则只要任一电压比较器输出为低,则UTRIP被拉低。UTRIP信号接脉宽检测电路,进行抗干扰处理,如果UTRIP的低脉冲维持一定的宽度,则单稳态触发器被触发,UOUT输出一定宽度的脉冲通过驱动电路使磁通变换器打开,从而分断断路器。采用上述比较器鉴幅电路,在实际系统运行中由于干扰的存在,比较器的输出会出现一些不必要的窄脉冲,如果直接接单稳态触发电路,会产生误动作。为了消除干扰,在比较器的输出端加了脉宽检测电路,该电路由一个555器件组成,输出接由另一个555器件构成的单稳态触发电路。脉宽检测电路的工作原理如下:UTRIP、UTH、UQ、UOUT表示图中各个结点。UTRIP来自电压比较器并联的输出端。在正常情况下,比较器输出高阻,此时图中NPN三极管导通,UTH被三极管嵌位在其饱和电压脉宽检测电路及工作波形49 1000A智能型万能式断路器设计0.3V以下,UQ输出高电平。当电流越限或单片机发出脱扣指令,比较器输出将把UTRIP拉低,则NPN三极管截止,此时接UTH的电容通过电阻R5、R6开始充电,UTH电压升高。如果UTRIP低脉冲保持一定的宽度,UTH随着电容充电上升并达到2/3VCC,则UQ输出低电平,触发其后由个555器件构成的单稳态电路,UOUT输出一个一定宽度的脉冲。由电路的工作波形可知,由于电容充电需要一定的时间,因此该脉宽检测电路只有在UTRIP输出低脉冲宽度保持一定的时间才能使UOUT触发。如果UTRIP的脉冲过窄,UTH电压达不到2/3VCC,则UOUT不会触发,因此通过该电路可以消除前级比较器出现的干扰问题。3.4数据采集数据采集模块，主要用于远程终端装置的数据采集和控制。它采集计算并向远方发送线电压、；采集计算并向远方发送相电流、。3.4.1信号采样、处理电路3.4.1.1选相电路选相电路就是用多路转换开关来选择要测量的哪一相。这里选用CD4052实现多路模拟信号的输入。（1）CD4052的引脚CD4052采用16脚双列直插式封装，CD4052为4通道双刀结构形式，因此可以同时驱动两个通道，并且允许双向使用，既可用于多到一的切换输出，也可用于一到多的输出切换。开关接通哪一通道，有输入的2位地址码AB来决定。“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。芯片功能其真值表如表3-2所示。表3-1CD4052真值表输入接通通道ABXY000000011101022011331XX不通不通（2）CD4051与8051的接口电路CD4052与8051的接口电路如图3-7所示，用P1.0、P1.1控制A、B选择通道。如果是449 1000A智能型万能式断路器设计路模拟输入信号，经过CD4052选择后，从CD4052的X、Y口输出到模拟信号处理块。该模块主要完成模拟量到数字量的转换。图3-5CD4052与8051的接口电路3.4.1.2过零比较电路测频率几功率因数时，为了把正弦信号变成脉冲信号。需要设计过零比较电路，电路如图3-8所示。图3-5过零比较电路图示电路中，当Us≥0时,Is＞0,Uo=Uom当Us≤0时,Is＜0,Uo=-UomR1=Rp=100k,LM311为单比较器,D1,D2的作用为:对同相输入的共模信号过大的限幅保护.加输入限幅保护的原因是:当运算放大器的共模输入信号电压过大时,会引起运算放大器输入的损坏.另外,当运算放大器受到强的干扰信号时,共模信号过大,产生自锁现象,自锁产生时,也会损坏运放器件,因此,要加限幅保护。3.4.1.3采样/保持电路对模拟信号进行模数转换时，从启动变换到变换结束的数字量输出，需要一定的时间。当输入信号频率较高时，会造成较大的转换误差。为了防止这种误差的产生，所以我们在A/D转换开始前将信号电平保持住，所以需要采用一个采样/保持器。在采样/保持电路中采样/保持器采用美国MAXIM公司生产的LF398芯片，LF398采样/保持器，工作电源电压范围从±5V到±18V，扑捉时间小于10μs，其基本组成电路49 1000A智能型万能式断路器设计其工作原理：当控制信号为高电平，模拟开关K闭合，输入信号通过放大器A1向电容C充电，可经放大器A2输出，此时为采样阶段。当控制信号为低电平时，模拟开关K断开，电容C就将模拟开关断开前瞬间的输入信号保持下来，并经过A2输出，此时为保持阶段。本设计中采样/保持电路的应用如图3-10所示图3-6采样保持电路3.5A/D转换电路A/D转换电路是数据采样的实现。在电力系统中的电流或电压的模拟，以及微机系统只能处理数字量，因此必须将模拟量转换为数字量。在模拟量转换成数字量，由于电子技术的发展，A/D转换器，采样数据可以有以下四种形式：逐次逼近式A／D转换器和电压频率转换器（VFC），基于PWM（脉冲宽度测量）数据采集单元和高速数据采集系统。本设计采用A/D转换器ADC0809。3.5.1ADC0809简要介绍ADC0808与ADC0809的内部结构、外部管脚完全相同，但精度不同。ADC0808的最大不可调误差为±1/2LSB，而ADC0809的最大不可调误差为±1LSB。3.5.1.1ADC0809的功能特点ADC0809为逐次逼近式A/D转换器，具有8个模拟量输入通道。它能与计算机的大部分总线兼容，可在程序的控制下选择8个模入通道之一进行A/D转换，然后把得到的8位二进制数据送到计算机的数据总线，供CPU处理。其功能特点如下：1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。2）具有转换起停控制端。3）转换时间为100μs(时钟为640KHz时)，130μs（时钟为500KHz时）。49 1000A智能型万能式断路器设计4）单个+5V电源供电。5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。6）工作温度范围为-40～+85摄氏度。7）低功耗，约15mW。3.5.1.2芯片结构组成ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。3.5.1.3芯片引脚功能ADC0809采用28管脚双列直插式封装，引脚布置如图3-12所示。图3-8ADC0809芯片引脚图芯片引脚说明如下：IN0～IN7：8路模拟量输入端。OUT1～OUT8：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。ALE：地址锁存允许信号，输入端，产生一个正脉冲以锁存地址。START：A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。EOC：A/D转换结束信号，输出端，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。OE：数据输出允许信号，输入端，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLOCK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。REF（+）、REF（-）：基准电压。Vcc：电源，单一+5V。49 1000A智能型万能式断路器设计GND：地。：数字量输出。为最高位，为最低位。3.5.1.4操作过程ADC0809操作过程如下：（1）首先通过ALE和ADDA、ADDB、ADDC地址信号线把欲选通的模拟量输入通道地址输送入ADC0809并锁存。（2）发送A/D启动信号START，脉冲上升沿复位，在启动脉冲下降沿开始转换。（3）A/D转换完成后，EOC=1，可利用这一信号向CPU请求中断，或在查询方式下待CPU查询EOC信号为“1”后进行读数服务。CPPU通过发出OE信号读取A/D转换结果。3.5.2ADC0809与单片机的接口电路ADC0809芯片内含三态输出缓冲器，且片外有三态缓冲器控制端OE，它的输出端可以直接接到计算机的数据总线上，只需要解决通道选择、启动转换和输出允许的控制信号即可。表3-5为ADC0809的I/O特性。由于ADC0809片内无时钟，可利用8051的ALE信号经D触发器2分频后，提供给ADC0809的时钟信号CLK端，ALE信号频率为8051时钟频率的1/6，若8051时钟频率为6MHz，则ALE脚的输出频率为1MHz，在2分频后，ADC0809的时钟频率为500kHz，恰好符合ADC0809对时钟频率的要求。ADC0809的8路模拟通道选择信号由8051的数据/地址复用线～提供，作为ADC0809的片选信号，和一起控制ADC0809通道地址锁存和转换启动，和一起控制ADC0809的三态输出缓冲器。49 1000A智能型万能式断路器设计图3-9ADC0809与8051的接口在读取转换结果时，如果采用软件延时法，则ADC0809的转换结束信号EOC输出端可悬空；如果采用查询法，EOC需接8051的I/O口。当8051通过I/O口读得EOC有效时，便读取转换结果；如果采用中断法，则EOC反向接8051的（）或（）引脚即可。3.6键盘、显示接口电路键盘、显示接口电路采用INTEL8279作为接口芯片。该芯片能对显示器实现自动扫描，能自动识别键盘的键号，大大减轻了CPU的负担，因此，在单片机应用系统中获得了广泛的应用。（1）8279简介INTEL8279是一种通用可编程的键盘、显示器接口芯片，它能完成键盘输入和数码显示控制两种接口功能。键盘部分提供一种扫描工作方式，可与64个按键的矩阵键盘借口，能主动对键盘定时扫描，自动去抖动，自动识别按键并给出编码。显示部分能分别对发光二极管、荧光数码管及其他显示器件提供按扫描方式工作的显示接口，最多可支持16位的数码或字符显示。8279的芯片引脚图如图3-14所示。（2）引脚功能说明8279引脚按功能分类共有4种类型：①与CPU接口的引脚类：49 1000A智能型万能式断路器设计与CPU接口的引脚包括数据总线D0～D7、系统时钟CLK、复位线RESET、片选线、地址线A0、中断请求线IRQ、读写控制线、及电源地线，共17条。②与键盘接口类：与键盘接口相关的引脚包括TL0～TL7，用于读取列线的信号电平；位移线SHIFT，通常用于上下键功能；控制/选通线CNTL/STB，用于扩充键开关的控制功能，共10条。③与显示器接口类：与显示器接口相关的引脚包括A组显示信号线OUTA0～OUTA3和B组显示信号线OUTB0～OUTB3，两组可独立使用，也可组合使用；此外还有一条消隐信号线，用于数字切换时的显示消隐。引脚数目为9条。④扫描类：扫描类引脚共4条，用于键盘、显示器的扫描驱动，可程序设定为编码输出（16中取1）或译码输出（4中取1）。引脚数为4。图3-108279芯片引脚图（3）8279与8051接口电路8279键盘显示接口应用电路如图3-15所示，根据课题要求，设计一个38键盘即能满足要求，显示器为8位显示器，为了增加信号的驱动能力，电路采用了2个驱动器74LS244。键盘键值的确定：图中规定扫描线为列线，回复线（RL0～RL7）为行线，故其键值为00H～17H，键号与键值及功能对应关系如表3-6所示。49 1000A智能型万能式断路器设计图3-11键盘、显示接口电路表3-3键号与键值及功能对应关系表键号对应键值功能键号对应键值功能0～90H～9H数字键输入数据P11H显示功率A0AH选择A相参数M12H输入上限值B0BH选择B相参数N13H输入下限值C0CH选择C相参数·14H小数点输入数据F0DH显示频率W15H输入数据H0EH显示功率因数R16H消除报警/复位U0FH显示电压T17H发送数据I10H显示电流3.78051与PC通讯接口电路大多数控制系统都是把PC机作为上位机，单片机系统作为下位机。单片机系统必须把采集的数据传输给PC机，以便进行存储和处理。PC机几乎都具有RS-232-C接口，因此，单片机通过RS-232-C口与PC机通信最方便，也是最常用的方法。鉴于8051单片机输入，输出电平为TTL电平，而PC机配置的是RS-232-C标准串行接口，二者电气规范不一致，因此要完成PC机的数据通讯，必须进行接口扩展。49 1000A智能型万能式断路器设计3.7.1RS-232-C接口标准RS-232-C是一种串行通信总线标准，是数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口标准，只要设备都具有RS-232-C标准接口，则不需要任何转换电路，就可以互相插接起来。这个标准仅保证硬件兼容而没有软件兼容。此外，在进行数据传输的时候，由于线路损耗和干扰，传输距离一般不超过15m。一个完整的RS-232-C接口有22根线，采用一种标准的“D”型保护壳的25针插头座。而在微机通信中，通常使用的RS-232-C接口信号只有9根引脚用一个九芯连接器连接，。表3-7给出了这9根引脚的定义。表3-4RS-232-C信号定义JIS名称说明FG信号地，该引脚为所有电路提供参考电位TXD数据发送引脚，数据传送时，发送数据由该引脚发出，在不传送数据时，异步串行通信接口维持该脚为逻辑“1”RXD数据接收引脚，来自通信线路的数据信息由引脚进入接收设备RTS要求发送数据，用于通知Modem计算机请求发送数据CTS回应对方发送的RTS的发送许可，告诉对方可以发送DSR告知本机的待命状态，用于通知计算机，Modem准备好DTR告知数据终端处于待命状态CD载波检出，用以确认是否接收到Modem的载波RI振铃信号指示引脚，用于通知计算机有来自电话网的信号3.7.2RS-232-C传输接口电路的设计能够实现RS-232-C电平转换的芯片很多，如MAX203、MAX202E、MAX232、ICL232、ADM101E、AD232、TSC232等。在本设计中选用MAX232来实现电平转换。图3-16所示为常用的接口电路。MAX232带有两路的收发器，有双列直插和表面贴装两种封装。上位机发出的信号从J3的2口R1IN送到MAX232的13脚，经MAX232转换电平后，从MAX232的12脚R1OUT送出，送到单片机的RXD脚。49 1000A智能型万能式断路器设计单片机发出的信号从TXD脚发出，送入MAX232的11脚T1IN，经处理后从MAX232的14脚T1OUT送出，送到J3的3脚T1OUT。图3-12RS-232-C传输接口电路3.8报警电路根据设计要求，如果测得的各参数超过设定的上、下限值，就要报警，以便工作人员能尽快去检修电路故障。当故障排除后，又消除报警，因此需要设计一个报警电路。本设计采用发光二极管指示灯接口电路。当某个参数超限时点亮对应的发光二极管，实现报警。因为功率因数一般不会超限及如果电压电流不超限，功率也一般不会超限。所以设计中只设计了电压、电流报警，接口电路如图3-17所示。49 1000A智能型万能式断路器设计图3-13报警电路3.9智能脱扣器硬件功能模块介绍3.9.1输入模块输入模块是被检测现场参量的入口通道，也是把被测现场参量转换成可与中央控制模块接口的信息功能部件。3.9.2中央控制模块这是智能监控单元的核心模块，负责处理和分析现场运行参量，以及上级管理中心或现场操作人员给出的操作命令，模块通常都要由中央处理器及必需的外围电路元件组成。3.9.3开关量输出模块该模块接收中央控制模块输出的相应指令，完成对一次电器元件的操作控制，并输出系统要求的各种闭锁信号。因此，与一般智能化的工业控制设备不同，智能电器监控单元只输出开关量。为了把中央控制模块输出的这些指令信息可靠地发送到一次设备，输出模块应保证可靠的隔离和足够的驱动能力。3.9.4通信模块通信模块是智能电器能够实现网络功钱的关键，用来完成现场智能电器与管理中心上位计算机之间各类信息交换。他把中央控制模块通过串行通信接口发出的信息，变成可以通过网络介质传送到上位管理计算机的数据；或把上位管理计算机通过网络介质发给现场智能电器的信息转换成中央控制模块可以接收的数据49 1000A智能型万能式断路器设计第4章软件设计智能监控单元的监控对象是连接在一次电路中的开关电器及其被控的电力设备和用电设备，无论是对现场参量的检测还是对设备和开关电器本身的保护，都要求具有很高的实时性、可靠性。此外，监控单元物理结构体积小，内存容量有限，程序编制和数据存放都必须精心考虑。与上位机庞大的系统管理软件相比，监控单元的软件必须实时性强、高效、功能语句简单、执行速度快、且便于管理。因此通常采用高效率程序设计语言，如汇编语言和针对实时控制软件设计用的C语言等。两者相比，汇编语言设计的程序效率高，内存容量占有量小，实时性也更高，但程序设计者必须十分熟悉所用的处理器结构和指令系统，程序的编制和阅读比较困难。在有些设计中，也可采用汇编语言和C语言混合汇编，以提高编程的速度，但需要有开发商提供的专用的接口软件。软件设计采用模块化设计，其程序结构如下：图4-1程序结构图各模块功能如下：（1）初始化模块：各I/O芯片初始化及开机显示ABC-2007。（2）输入、显示上下限模块：输入参数f、U、I上下限并显示出入值。（3）检测模块：测量各参数，判断是否超限及报警（4）按键选择显示及修改上下限模块：按下显示功能键，选择显示测量值及修改参数上下限。（5）通讯模块：向主机发送检测到的数据及接收从主机发送来的参数上下限值。根据程序结构图，可以进行句日程序设计。在上述方案中，各模块都是调用子程序来实现其功能的。表4-1中列出了各模块中的子程序。49 1000A智能型万能式断路器设计表4-1模块所调用的子程序初始化模块主程序，开机显示子程序输入、显示上下限模块延时子程序，键盘中断服务子程序，显示键入键号自程序，拼字字程序，16位二进制-BCD码转换子程序检测模块测量频率、功率因数、功率、电压及电流子程序按键选择显示及修改上下限模块延时子程序，键盘中断服务子程序，显示键入键号自程序，拼字字程序，16位二进制-BCD码转换子程序，显示测量结果子程序通讯模块通讯中断服务子程序及键盘中断服务子程序程序设计开始前，先进行内存分配，以免发生冲突。见表4-2所示。8051内有256字节RAM，其00H～7FH为RAM，80H～FFH为特殊功能寄存器区。其中00H～7FH段中，00H～1FH为工作寄存器区，所以可供使用的只有20H～7FH单元。这其中的20H～2FH单元能进行位寻址，考虑到程序设计中可能要设置判断标准，所以应留一个能进行位寻址的单元，以便备用。本设计中2FH单元为位寻址单元，其编址范围为78H～7FH。表4-2内存分配表地址范围用途20H～39H数据缓冲区3AH～58H存上下限值59H～6FH存测量结果70H～77H显示缓冲区78H～7FH堆栈区因为RAM中的数据会随着系统掉电而丢失，所以每次测量完毕后，应该把3AH～55H单元中的数据送到数据存储器中，同理要把56H～6FH单元中的数据也送到数据存储器中。其中，3AH～55H送到数据存储器的0000H开始单元。而56H～6FH送到数据存储器的0100H开始单元。表4-3为2FH单元中的8个位寻址的用途标志。表4-32FH单元的位寻址功能表位地址用途标志78H输入上限标志79H输入下限标志7AH显示频率标志7BH显示功率因数标志49 1000A智能型万能式断路器设计7CH电流X10档标志7DH电流X100档标志7EH测电流标志7FH超限报警标志表4-4为测量结果的具体存放表，除了功率因数外，其他存放的都是四个BCD码，占两个字节，存放顺序为A～C相，低位～高位功率因数存放的是2位，占一个字节。表4-4测量结果存放地址表参数测量值存放地址频率f59H～5AH功率因数5BH～5DH电压U5EH～63H电流I64H～69H功率P6AH～6FH表4-5为上、下限存放地址表，存放的都是四位BCD码，占两个字节，存放顺序为下限～上限，低位～高位。表4-6是各子程序的名称、代号及程序起始地址。表4-5上、下限存放地址表参数上、下限存放地址频率f3AH～3DH电压Ua3EH～41H电压Ub42H～45H电压Uc46H～49H电流Ia4AH～4DH电流Ib4EH～51H电流Ic52H～58H表4-6各子程序的名称、代号及程序起始地址代号名称起始地址MAIN主程序0030HDELAY延时子程序00E0HHHJC主检测子程序0100HINTSE通讯中断服务程序0200HINTKEY键盘中断服务程序0300H49 1000A智能型万能式断路器设计△测量程序子程序0600HHCF测量频率子程序0600HHCH测量功率因数子程序0650HHCUI测量电压电流子程序0690HHCP测量功率子程序07A0H△显示报警程序0800HCXBJ报警子程序0800HDISP显示子程序0830HTDISP显示键入键号子程序0870HHDISP显示测量结果子程序0890HSPJCOV显示检测完毕子程序0900H△数据处理程序子程序1000HCAWD拆字子程序1000HPAWD拼字子程序1030HB16BCD16位二进制转BCD码子程序1060HDUMUL双字节乘法子程序10A0HDODIV多字节除法子程序1100HMESQR求方均根子程序11A0HODISP开机显示子程序08D0HHTAB功率因数表1200HWTAB字形码表1280H4.1软件系统总流程图系统首先对各接口芯片初始化，设置定时器工作方式及串行口工作方式和串行口中断；然后调开机显示子程序，延时2min，等待按键选择，把测量结果存入数据存储器，显示参数测量结果。显示完毕，中断时间到后，继续检测。其程序流程图如图4-2所示。49 1000A智能型万能式断路器设计图4-2主程序流程图4.2主检测子程序主检测子程序功能是完成各参数的测量。它主要通过调用个参数测量子程序来达到目的。对于f、U、I三个参数来说，还要判断其是否超限，若超限，则转报警，报警消除后，重测该超限参数，若报警未消除，程序将停止，若没超限，则将测量结果存入内存，对于cosψ，P这两个参数，则直接把测量结果存入内存。图4-3主检测子程序流程图4.3通讯中断服务子程序49 1000A智能型万能式断路器设计通讯中断服务子程序起功能是向主机发送检测到的数据，接收从主机发送来的数据（各参数上下限值）。向主机发送数据主要由键盘中断服务程序中的发送R键功能程序来完成，这里只是清发送中断标志TI，然后中断返回。接收数据程序设计的思路是，数据从PC机键盘输入，发送给单片机，单片机通过中断方式接收PC机发送来的字符，回送给主机，并在其屏幕上显示出来。如果屏幕上显示的字符与所键入字符相同，则说明接收正确，按“Y”键，使单片机做好下一次接收准备，若不同，则说明接收错误，按“N”键，单片机收到该信息后，要求主机重新发送原来的数据，如果接收完毕，从PC机键盘上输入“O”键，单片机收到该信息后，重置接收数据区首址，做好下次接收准备。图4-4通讯中断服务子程序流程图4.4键盘中断服务子程序49 1000A智能型万能式断路器设计键盘中断服务子程序，包括各功能键程序。键盘采用中断扫描方式，即只有在有键按下时，才向CPU发出中断请求，转向中断服务-扫描键盘，求得键值。为了不打断程序执行，规定只能在参数测量完毕显示测量完毕后2min内及刚开始显示开机显示内2min按键，而且前后两个键按键间隔时间最多为2min，因此以上程序执行完以后，都会延时2min，等待键的输入。abcde图4-5键盘中断服务子程序及功能键程序流程图a、R键功能程序流程图b、W键功能程序流程图c、数字键功能程序流程图d、T键功能程序流程图e、键盘中断服务子程序流程图49 1000A智能型万能式断路器设计4.5各参数测量子程序4.5.1测电压、电流子程序图4-6测电压、电流程序流程图电压、电流测量方法为：在半个周期内均匀的测取17个点，然后把在各点测得的值先平方，在求和，最后取平均值。该值即为测得的有效值。显然测得的点越多，结果越精确。49 1000A智能型万能式断路器设计对于测电流，还要考虑量程自动转换程序的设计，其基本方法为：首先置最大量程档（×1档）进行数据采样。将采样进行必要的计算后转下档量程（×10档）的满度值进行比较判别。若采样值大于下档量程的满度值，就在最大档进行采样。反之，还要继续与更小量程档（×100档）的满度值进行比较，直到采样值大于下一档的满度值。这样所选择的量程必然是最适合该采样值的量程档。4.5.4测功率子程序由于，当测量完U、I及参数后，就无需测量功率P了。只要通过计算即可求得P值。由于在内存有效的是二位十六进制数，转换为十进制数为0～100H，显然放大了100倍，因此即使P时要除以100即64H。只要用乘、除法程序即可求得P值。该值为二进制数，由于显示的是十进制数，所以要转换为BCD码。图4-7求功率程序流程图4.6电流保护、报警、显示子程序4.6.1电流保护程序图4-8电流保护程序流程图设计思路：先对程序进行初始化试调，进行全面自检无误后。通过对数据的收集处49 1000A智能型万能式断路器设计理，将输入三相的电流与程序中设定的最大短路电流、最小短路电流、最大电流负荷进行比较。进行相应的处理之后，进入下一阶的比较。三次比较完毕后，若无误则再次进入循环比较。4.6.2报警子程序设计思路：将参数测量值先与上限值进行比较，若大于上限值，则说明超上限，置超限标志；若小于上限值，则将其与下限值比较，若小于下限值，则说明超下限，置超限标志。反之，则说明未超限，消除超限标志。图4-9报警子程序流程图4.6.3显示子程序设计思路:先通过查字形码表把要显示的字符送入显示缓冲区,然后把显示缓冲区中的字形码送送8279显示RAM,进行显示.图4-10显示子程序流程图4.8单片机系统调试49 1000A智能型万能式断路器设计单片机控制系统的调试包括硬件调试和软件调试两个部分。一、硬件调试：根据设计的原理电路做好实验样机,便进入硬件调试阶段。调试工作的主要任务是排除样机故障，其中包括设计错误和工艺性故障。调试的内容主要包括下面几个方面：a、脱机检查：用万能表逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确，检查数据总线、地址总线和控制总线是否有短路等故障。有时为保护芯片,先对各管座的电位(或电源)进行检查,确定其无误后再插入芯片检查。b、仿真调试：暂时排除目标板的CPU和EPROM，将样机接上仿真机的40芯仿真插头进行调试,调试各部分接口电路是否满足设计要求。这部分工作是一种经验性很强的工作，一般来说，设计制作的样机不可能一次性完好，总是需要调试的。通常的方法是,先编调试软件，逐一检查调试硬件电路系统设计的准确性。其次是调试MONITOR程序,只有MONITOER程序正常工作才可以进行下面的应用软件调试。硬件电路调试的一般顺序是：检查CPU的时钟电路。通过测试ALE信号，如没有ALE信号，则判断是晶体或CPU故障，这称之为“心脏”检查。再检查I/O地址分配器。一般是由部分译码或全译码电路构成，如是部分译码设计,则排除地址重叠故障。然后，对扩展的RAM、ROM进行检查调试。一般先后写入55H、AAH,再读出比较，以此判断是否正常。因为这样RAM、ROM的各位均写入过‘0’、‘1’代码。最后是用户级I/O设备调试。如面板、显示、报警等。二、软件调试：在调试程序过程中，应对各个子程序功能进行分步调试，采用单步、设置断点等方法测试各子程序是否能正常工作，接着进行程序代码的整体调试，本系统中我们通过IDE集成开发环境对单片机串口进行手动赋值，模拟硬件系统的运行，测试程序算法的正确性。1、单步执行：每次执行一行程序，执行完该程序后即停止，等待命令执行下一行程序。此时可以观察该行程序完成以后得到的结果是否与我们写该程序所想要得到的结果相同，借此可以找到程序问题所在。2、全速执行：一行程序执行完以后紧接着执行下一条程序，中间不停止。这样程序执行的速度很快，并可以看到该段程序执行的总体效果。即最终结果正确还是错误的，但如果程序有错，则难以确认错误出现在哪些程序。3、断点运行：就是指在用仿真软件时，我们在软件中设置一个中断点。程序运行到这个断点后就自动的停止下来，可以帮助我们分析程序。49 1000A智能型万能式断路器设计某些调试器可自己编写信号函数模拟硬件电路的外部信号输入，使得程序调试更加得心应手。4.9智能电器监控单元的电磁兼容性设计智能监控单元与开关电器或开关柜集成一体，在高电压、大电流及开关电器分合闸操作引起的强电磁干扰环境下工作，分析干扰途径，采用对应措施，提高监控单元抗电磁干扰的能力，是保证智能电器可靠运行的关键因素之一。4.9.1电磁兼容性的基本概念和电磁干扰的传播途径以下对电磁兼容试验的目的、电磁干扰噪声对单片机系统的危害、DSP本身的硬件和软件的抗干扰性进行分析。电磁干扰的传播方式主要有两种：1.辐射：电磁干扰的能量通过空间的磁场、电场或电磁波的形式，使干扰源与受干扰体之间产生耦合；2.传导：电磁干扰的能量通过电源线和信号电缆，以电压或电流的方式传播。在使用电力开关设备的系统中，产生电磁干扰的原因有诸多方面。连接在同一电力线上的各种设备通过电和磁的联系紧密相连，相互影响，其中任何一个发生运行方式改变或故障，开关电器分、合闸操作等，都酉能引起电磁振荡，波及到其它比较敏感的电器设备，使它们不能正常工作，甚至遭到破坏。对智能电器监控单元的电磁兼容性设计，主要考虑从一次侧耦合过来的干扰，以及其他二次设备对装置本身的干扰。通过对监控单元的运行环境，电力网的结构和智能电器保护对象的分析，总结出智能监控单元受到的主要干扰来自以下几个方面：1.低频干扰(1)高、中、低电压电网中的谐波干扰，一般应考虑到40次谐波(2000Hz);(2)电样电压跌落和短时中断；(3)电网三相电压不平衡和电网频率变化引起的干扰。2.高频干扰(1)20kHz以上的电压浪涌，50kHz以上的电流浪涌。它们是由电网中的开关电器操作，变压器、电动机及继电器等感性负载的投切和雷击等因数造成的；（2）快速瞬变脉冲群干扰。3.静电放电干扰智能监控单元会受到来自雷击，操作者和邻近物体对设备的放电。4.磁场干扰(1)工频电流或变压器磁场泄露产生的工频磁场干扰；49 1000A智能型万能式断路器设计(2)由雷电引起的脉冲磁场干扰。智能电器监控单元的电磁兼容性设计，就是针对这些干扰员，从硬件电路和软件设计上采取措施，一方面抑制这些干扰，另一方面提高监控单元自身的抗干扰能力。4.9.2监控单元硬件的电磁兼容性设计1.静电放电的抑制静电放电分为直接放电和间接放电，前者是通过直接耦合放电，后者是通过辐射耦合产生放电。无论哪种形式的静电放电，都会影响智能电器监控单元的正常工作，甚至对监控单元内的某些电路元件会造成损害。抑制静电干扰最有效的方法是让设备的外壳与大地良好接触。因此，监控单元开关电源的金属外壳应当与单元本体金属屏蔽外壳可靠连接，同时必须把单元本体金属屏蔽外壳直接接地。静电实验干扰实验的结果表明：监控单元本体金属屏蔽外壳不接地时，4kV的空气放电即可引起监控单元自复位；而屏蔽外壳接地时，在8kV的空气放电的环境下，监控单元仍可正常工作。2.减少电网电压跌落和短暂中断的影响电压跌落指电网电压值偶然降低10%～15%，持续时间为0.5---50个周波：短暂中断则是100%的电压跌落。造成上述现象的原因大乡是电网中大容量负荷的投切，电网因某种原因造成瞬间短路后又恢复，短路或接地故障情况下线路开关电器的快速连续工重合闸等。电压跌落和短路中断会使监控单元因电源不能正常工作而引起实时数据丢失，一次开关电器误动，拒动等问题。采用具有宽输入电压范围并带有储能电容和电源的开关电源为监控单元供电，是减少这类影响的最基本的措施。在出现电压跌落或短暂中断的时候，利用储存在电容和电感的能量可在短时间内维持监控单元的正常工作。此外，增设对电源供电质量的监视，在电源电压跌到极限值后，监控单元会报警并关闭一些服务功能。例如，监控单元供电电压不正常时，会使采样数据出错，严重时会造成保护误动。因此，在出现这种情况时，软件将停止现场参量的采样并封锁继电器的出口。实验结果表明，采用上述措施后，监控单元在电源电压跌落到70%甚至是40%时仍然能够正常工作，电压中断后能继续维持工作150ms。3.滤除快速瞬变脉冲群的干扰49 1000A智能型万能式断路器设计这类干扰源主要是监控单元输出继电器接点弹跳或一次真空断路器操作时产生的电弧，脉冲周期在50纳秒以内，脉冲群重复率为1～100次／秒，尖峰电压为200～3000V。其特点是单个脉冲上升的时间快，持续的时间短，熊量低，但重复的频率较高。虽然不会使监控单元损坏，但可能会产生干扰，影响其可靠工作。由于脉冲群的频率远远高于系统的正常频率，消除它的影响最有效的方法就是滤波。在监控单元易受干扰的电源输入端，模拟量输入通道，主要芯片的电源的输入端，数据总线，信号控制线和I/O通道，都应采用相应的措施。(l)设置电源线路滤波器智能监控单元的供电电源最易受到干扰影响。干扰信号会沿着电源线进入智能监控单元内部，通过辐射或传导耦合的方式干扰内部工作信号或影响电路的工作。由于PCB板上的电源线分布很广，所以受到干扰的区域的、会很大，造成的后果会十分严重。在监控单元供电电源的交流输入端接入高品质的无源线路滤波器，可最大限度的将干扰信号阻隔在智能监控单元的外部。线路滤波器应同时考虑抑制共模干扰和差模干扰。差模干扰常产生在相间和相与中线之间，共模干扰是出现在电源线与地线之间，通常是由于地电位升高引起的。(2)消除模拟量输入通道的干扰在模拟量输入通道线路中接入高频磁环，以不同的接线方式分别抑制差模和共模的干扰。(3)控单元专用的采样互感器的二次侧滤波器在监控单元专用采样互感器的二次侧加入LC组成的TT型低通滤波电路，可进一步抑制干扰。滤波器设计应该保证对基波基本无影响，幅度衰减为零，相移小0.3度。(4)用瞬态电压抑制器(TVS)吸收过电压能量TVS的正向伏安特性为普通二极管特性，反向为雪崩二极管特性。加在它两端的反向电压超过其预设值后，TVS被迅速击穿，电压被限制在预设值，过压能量被大量吸收。智能电器的监控单元中多采用双极性TVS，其击穿电压根据监控单元直流电源电压选择，最大峰值脉冲功耗则应按照可能加在电源上的电压能量的最大值来决定。(5)安装设置去耦电容为进一步消除由电源线窜入的干扰通过耦合方式影响PCB板上的其他信号线，通常在每个芯片的电源和地之间再加一级去耦电容4.电压、电流浪涌的吸收49 1000A智能型万能式断路器设计最常见的浪涌是雷击电流浪涌和开关操作电压浪涌。这类干扰的形式基本上是单极性脉冲或迅速衰减的振荡波，其特点是持续时间较长，单极性脉冲上升比较缓慢且能量大，因而对监控单元的正常工作影响很大，甚至造成危害。浪涌信号最易通过监控单元电源的交流输入线、接线端子排进入监控单元内部。为保护智能监控单元免受浪涌侵袭，采取的措施是在电源的交流输入侧线路滤波器前并接浪涌吸收器，在输出直流侧并接过压抑制器。浪涌吸收器和过压抑制器一般都采用金属氧化物压敏电阻。压敏电阻钳位电压按监控单元可允许的交流过电压最大值选择，一般可选300V。击穿后的通流容量按可能出现的最大浪涌电压能量确定，保证器件在击穿后不会因能量太大造成损坏。试验表明，加入浪涌吸收器可以有效地提高监控单元电源的抗扰度电平。4.9.3电磁兼容的试验目的所谓电磁兼容性是指设备或系统在其预定的电磁环境中实际运行时，既不受周围电磁环境的影响，又不影响周围环境，也不发生性能恶化或误动作，而能够按照技术要求正常工作的性能。为保证智能型框架式断路器具有优良的电磁兼容性，一般要进行以下电磁兼容性试验：1.电力线路低频骚扰抗扰度试验，目的是验证当电力系统出现谐波、电流骤降、电流分断时的抗干扰能力。2.静电放电抗扰度试验，目的是验证当人体或物体所带静电荷对断路器可触及部位放电时的抗干扰能力。3.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性电路而引起的信号参数产生瞬时扰动时的抗干扰能力。这种试验是一种耦合到电力线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。4.浪涌<冲击）抗扰度试验，目的是验证由断路或雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌（冲击）时的抗干扰能力。这种干扰对以单片机系统为保护核心的智能型框架式断路危害很大，严重时将使其失去保护功能。5.射频电磁场辐射抗扰度试验，目的是验证断路器处于各种电磁辐射环境如手持无线电收发机、无线电广播、车载无线电发射机、各种工业电磁源等的抗干扰能力。对于这种来自空间的电磁干扰，采用在单片机系统周围加金属屏蔽的办法即可取得较好的效果。49 1000A智能型万能式断路器设计设计总结随着时间的推移，从毕业设计课题的下达到现在已经过了几个月。而大学里最后的一件事情，也是最为重要的一件事也即将画上句号。通过这长达几个月的设计总结，能够将自己所学习的知识用于实践设计，这对自己来说不仅仅是一次练习，更加是一次挑战。书到用时方恨少，以前学习中一些自己认为没有用的知识却在在这次派上了很大的用处，以前总是觉得自己什么东西都会，什么都懂，有些眼高手低。不过通过了毕业设计，我才明白当所有知识学习之后不加以利用那就和没有学过差不多。这次毕业设计，我学到的不仅仅是知识与实践。还学到了人与人之间的交流，人与人的相互帮助，在设计的过程中遇到了很多的问题。其中一些靠自己完全无法理解的问题，最终都是在大家共同探讨努力之后得以解决。在此还要感谢我的指导老师，感谢老师对我们的指导与帮助。在设计过程中，给我们提供了参考资料，为我们的设计指明了一条通透的道路，让我们在设计过程中少走了很多的弯路。当然也并没有给出直接的资料，更多的是让我们自己动手查找，动脑自己思考。间接的让我们提高了自己的动手动脑能力，十分感谢！49 1000A智能型万能式断路器设计参考文献[1]邹积岩.智能电器[M].机械工业出版社[2]郭凤仪.电器学[M].机械工业出版社[3]周茂祥主编.低压电器设计手册[M].北京：机械工业出版社.1992[4]张冠生.器基础理论[M].机械工业出版社[5]方鸿发.低压电器[M].机械工业出版社,1982[6]黄绍平,秦祖泽.低压断路器过电流脱扣器动作值的整定[J].低压电器,1997[7]黄绍平，秦祖泽.智能化电器的设计[J].电力系统自动化，2003[8]王富东，王家善.智能化断路器的开发[J].苏州大学工学院[9]曾庆军.关于万能式断路器智能控制器[J].上海交通大学自动化研究所.上海200030[10]刘文涛.单片机语言C51典型应用设计[M].中国人民邮电出版社.2005[11]鲍可进.C8051F单片机原理及应用[M].北京：中国电力出版社.2006[12]宋述勇.断路器保护需注意的问题[J].山西电力科学研究院,山西太原030001[13]谢启，顾启民，涂水林，杨云飞.型万式断路器控制器全自动检测系统研制[J].常熟理工学院自动化系.江苏常熟215500[14]王兴利,颜从强,胡浪涛.智能型万能式断路器在供配电运行管理中的应用[J].浙江天正电气股份有限公司[15]金升福.万能式断路器智能控制器研究[J].华东船舶工业学院电子与信息系.江苏镇江212003[16]DCvacuumcircuit-breaker.DEvsin.ABudovsky.DischargesandElectricalInsulationinVacuum[J],2008.ISDEIV2008.23rd[17]SenguptaA，PalTK.Oncomparingintervalnumbers[J].EuropeanJournalofOperationalResearch[J]，2000，127：28-4349 1000A智能型万能式断路器设计致谢在本次论文设计过程中，感谢我的学校，给了我学习的机会，在学习中，梁锦老师从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。这篇论文是在老师的精心指导和大力支持下才完成的。　　感谢我们学院所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力和信心完成这个课题任务。临行临别，我要感谢我的同学和朋友们，你们的包容和支持、欢笑和泪水带给了我一生中最灿烂、最美好、最值得珍藏的四年，我将铭记在心，怀念永远。　　谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢！蓝万江2015年6月49 1000A智能型万能式断路器设计附录:附录一：主要元器件明细表一.集成芯片芯片数量型号名称8051微处理器18279可编程键盘/显示器接口1ADC08098位A/D转换器1MAX232RS-232-TTL电平转换接口174LS324压控振荡器1LM311电压比较器2ACS712线性电流传感器374LS3738D透明锁存器174LS2443态8位缓冲器17805稳压器2CD40528通道数字通道开关174LS1383线－8线译码器174LS2443态8位缓冲器1二.分立元件名称电气原理图中代号数量晶振CR1复位按钮SR1八位键盘S1二极管D1-D1212发光二极管LED1-22极性电容C01-C099无极性电容C1-C1414电阻R1-R303049 1000A智能型万能式断路器设计附录二：总电路图49'