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智能断路器用脱扣器设计的研究

更新时间：2020-03-14 14:39:17 大小：1022K 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：智能断路器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

低压断路器是低压电网中一种重要的保护与控制电器,能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流。脱扣器是断路器的核心部件,承载各种电流保护和其他扩展控制功能。在单片机技术、电力电子技术和信息通信技术等的推动下,脱扣器由双金属片热电式、电子电磁式发展到以单片机系统为核心的、能够实现数据交互通信的智能式脱扣器,智能脱扣器的出现和应用是断路器进入智能化的标志。

本课题设计了以瑞萨R8C/23群单片机为核心、采用准同步采样算法计算电流均方根值(电流RMS值)、利用CAN总线实现远程控制及数据传输的低压智能断路器用脱扣器,可实现电流过载长延时、短路短延时、瞬时三段保护,具有方便可靠的参数整定电路、联网通信控制功能,应用广泛,保护性能优越、可靠。

硬件设计上以瑞萨公司准16位的R8C/23群的R5F2123AJFP微处理器为主控单元,同时辅助以交流采样双通道放大模块、拨码参数整定模块、自生电电源模块、脱扣动作驱动模块、日历时钟和温度保护模块及CAN总线通信接口模块等功能模块单元。

软件设计上建立了过载长延时、短路短延时和瞬时保护的数学模型及保护判断流程;利用准同步采样算法进行电流RMS值的计算,消除了同步误差的影响,提高了信号频率偏移容纳裕量;实现了数据通信、时钟日历及温度的获取。整个软件程序采用 C语言在瑞萨嵌入式开发环境High-performance Embedded Workshop中编写、调试。

采用R5F2123AJFP单片机内部集成的一路CAN模块控制器实现了低压断路器的嵌入式网络通信及控制,其可以与远程上位机或者断路器节点间进行实时双向通信。CAN总线良好的抗干扰能力,较高的信息传输速度,优越的拓扑结构和数据包结构,可以实现方便地组网,也是越来越被广泛应用在智能电器上的总线接口方式。

在本课题硬件系统设计中,通过元器件合理布局、布线保证了系统电磁兼容性能;软件设计中也采取了抗干扰措施。实验结果表明,智能脱扣器整机性能良好,达到了预期目标。