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INTEL MCS-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
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湖南工程学院毕业设计（论文）
Design of 1000A intelligent universal circuit breaker
ABSTRACT: This main core of the main design of the core intelligent control unit. The unit can automatic identification circuit breaker in the work state, in view of the different state automatic adjustment circuit breaker actuator to achieve expected breaking characteristic, record and display the operating state of the circuit breaker. System with Intel MCS-51 series 8051 MCU as the core, through the sensor of electrical parameters were detected and data acquisition, is composed of a single chip microcomputer the data sent to the host computer for processing and compare it to the set value.
Through the current and voltage detection of power supply line and the conversion for digital circuit and a single chip can handle the signal level, signal selected phase, sampling, comparison of evacuation in a subtle way processor, microprocessor with a / D conversion unit converts the analog signal to digital signal, for the CPU of logic operation and processing. Fault protection action current and time setting value set by keyboard coexist in serial central processing unit, CPU will be detected current signal in comparison with the setting value, to determine whether the trip, if the trip is to determine the action time and send out the control signal and alarm signal and display of fault; otherwise release refresh display.
Keywords: 8051 Single Chip Microcomputer Intelligent universal circuit breaker Intelligent release Sensor Electromagnetic compatibility
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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。
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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。
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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
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。
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