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 ...................................................................... I ABSTRACT: ................................................................ II 第1章 概述 ............................................................... 1
1.1 智能型万能式断路器开发的目的与意义 ................................ 1 1.2 智能脱扣器的发展 .................................................. 1 1.3课题主要研究内容 .................................................. 2 第2章 方案设计及断路器保护功能 ........................................... 3
2.1 方案的总体设计 .................................................... 3
2.1.1智能监控单元 ................................................ 3 2.1.2系统总方案的设计 ............................................ 3 2.2 电压电流测量方法的选择 ............................................ 4
2.2.1 交流电参数的定义 ............................................ 4 2.2.2 采样定理 .................................................... 6 2.3 同步采样法在交流测量中的应用 ...................................... 7
2.3.1 同步采样定义 ................................................ 7 2.3.2 同步采样计算公式 ............................................ 7 2.4 万能式断路器 ...................................................... 8
2.4.1 断路器零部件的设计 .......................................... 8 2.4.2 断路器的保护功能 ........................................... 12
第3章 硬件电路设计 ...................................................... 15
3.1 单片机的选择 ..................................................... 15
3.1.1 主控单元的确定 ............................................. 15 3.2智能脱扣器电源 ................................................... 17 3.3 智能脱扣器电路 ................................................... 17 3.4 数据采集 ......................................................... 19
3.4.1信号采样、处理电路 ......................................... 19 3.5 A/D转换电路 ..................................................... 21
3.5.1 ADC0809简要介绍 ........................................... 21 3.5.2 ADC0809与单片机的接口电路 ................................. 23 3.6 键盘、显示接口电路 ............................................... 24 3.7 8051与PC通讯接口电路 .......................................... 26
3.7.1 RS-232-C接口标准 ......................................... 27 3.7.2 RS-232-C传输接口电路的设计 ................................ 27 3.8 报警电路 ......................................................... 28
3.9 智能脱扣器硬件功能模块介绍 ....................................... 29
3.9.1输入模块 ................................................... 29 3.9.2中央控制模块 ............................................... 29 3.9.3开关量输出模块 ............................................. 29 3.9.4通信模块 ................................................... 29
第4章 软件设计 .......................................................... 30
4.1 软件系统总流程图 ................................................. 33 4.2 主检测子程序 ..................................................... 34 4.3 通讯中断服务子程序 ............................................... 34 4.4 键盘中断服务子程序 ............................................... 35 4.5 各参数测量子程序 ................................................. 37
4.5.1 测电压、电流子程序 ......................................... 37 4.5.4 测功率子程序 ............................................... 38 4.6 电流保护、报警、显示子程序 ....................................... 38
4.6.1 电流保护程序 ............................................... 38 4.6.2 报警子程序 ................................................. 39 4.6.3 显示子程序 ................................................. 39 4.8 单片机系统调试 ................................................... 39 4.9 智能电器监控单元的电磁兼容性设计 ................................. 41
4.9.1电磁兼容性的基本概念和电磁干扰的传播途径 ................... 41 4.9.2监控单元硬件的电磁兼容性设计 ............................... 42 4.9.3 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