新型电力自动化保护控制装置的研究

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1、新型电力自动化保护控制装置的研究摘要随着我国电力工业的发展和用电量的猛增，低压断路器在配电和保护线路中起着重要的作用，要求它具备很大的短路电流分断能力，实现选择性保护和供电安全，同时具有一定的智能化。近年来，世界各大公司加紧对低压电器前期开发进行技术研究，并取得了很不错的成绩，测量精度越来越高，保护功能越来越多。本文在国内外有关电子电力方面理论和技术文献的基础上，对低压断路器保护控制装置的有关技术进行了深入的研究，给出了具体的软、硬件设计方案。为了满足电网选择性保护的需要，适应市场需求及提高产品竞争力

2、，设计出保护功能完善、价格合理的智能控制器具有重要的应用价值。本文主要解决了设计中遇到的一些实际问题。依据其原理从硬件、软件两方面入手，首先在硬件设计上，对于信号的检测、采集，电源的设计，脱扣方式以及CPU的处理提出了实现方法，基本实现了电流监控等功能。其次，软件设计采用实时多任务操作系统较好的完成了任务的实时处理，其中多任务的具体实现，电流检测算法和程序设计的实时性要求是这部分的重点。并就软、硬件的抗干扰设计和现场试验的分析作以论述。关键词：低压断路器；控制器；电磁兼容；三段保护第一章引言工业的发展

3、对配电系统的要求越来越高。低压断路器作为一种量大面广的配电电器，是低压配电系统中的重要电器元件，在配电和保护线路中起着重要的作用。其作用是分配电能和保护电气配电网络和工业设备免受短路、过载、欠电压和接地故障电流的破坏。正因为如此，断路器广泛应用于配电系统、电力输送系统及用电设备等，如各类电站、变电站、车载系统、般用系统等。1.1课题的背景和意义在现代社会，无论是工业、农业、交通运输、国防、文化教育、卫生安全、金融、商业、旅游服务和人民生活等领域都离不开电。电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环

4、节。配电系统包括变压器的各种高低压电器设备，而低压断路器则是一种使用量大面广的电器。随着传感器技术、电子技术和计算机技术的进步，低压电器在经历着从电磁式向电子式的发展，以微处理器为核心的测控技术被成功地应用在各种低压电器中，在改进了开关性能的同时，也推进了电网技术的更新。近年来世界各国加紧对低压电器前期开发进行技术攻关并已取得较为显著的成绩例如采用灭弧室腔体产气技术用低压断路器使之用不同于磁吹的气吹来加强灭弧。采用不同于电磁脱扣的压力脱扣来解决脱扣器与机构之间动作时间配合。采用智能化通信电能管理系统来

5、扩大智能电器功能等等总之一句话控制器性能越来越好可靠性越来越高功能越来越多。1.1低压断路器国内发展概况由于电子技术、计算机技术的发展，电力质量和环保要求的不断提高，国内外低压电器的智能化和信息化近期有了新的发展。为了适应城市、农村等广大地区电网改造需要，促进电网配电质量有一个新的进步，我国配电系统中大多低压断路器，已经或将按照国家有关部门提出的“体积小、短路分断能力高、功能齐全、工作安全可靠、进而向智能化电器发展”的要求，研发新一代，科技含量更高的产品，以便向国际水平靠拢，缩小与先进国家的差距。最近

6、几年以来，我国低压电器制造业，以上海电器科学研究所为龙头，浙江正泰集团公司、上海人民电器厂等先后研制了具有20世纪90年代国际水平的各种断路器，并陆续投放市场。包括杭州之江开关有限公司生产的HSZ1系列外壳式断路器等一些塑壳式断路器达到了国内领先水平，具体有以下一些主要的功能；1、具有过载长延时，短路短延时，短路瞬时三段保护功能。2、包括额定电流，长，短延时整定时间等参数现场可调。3、过载预报警。1.2低压断路器国外发展概况世界各国都在向高新技术方向发展，特别是近几年计算机工业的迅速发展，使断路器实现

7、智能化成了可能，目前国外各大公司已经将现代微电子技术、计算机技术、传感器技术、通信技术及网络技术应用到配电系统，把强电控制和上述技术结合起来，纷纷推出了各种最新产品。新一代产品除了高性能、小型化、电子化、智能化、模块化、组合化外，其主要特征是可通信、高可靠、维护性能好、符合环保要求等。特别是新一代产品能与现场总线系统连接，实现网络化。如ABB公司的Emax系列等产品。这些产品都是以微处理器为核心，具有测量、保护、控制、通信等功能。随着节能和电力质量要求的不断提高，也了低压智能化断跨器的不断发展以及功能

8、的不断增强。生产厂家纷纷推出具有电力质量监控功能的断路器，它可以测量三相电流、电压、功率、因数等电气退席进行谐波分析，并且能捕捉电力质量突变的事件和波形。包括ABB公司、施耐德公司等国外大公司研发的电子式塑壳断路器代表了国际的先进水平，除了传统的三段保护、现场可调、过载预报警等功能外，还增加了很多的辅助功能：1.自供电模式2.波形监测、功率显示3.远程控制1.3控制器结构控制器是以单片机为中心，外围电路为扩展组成。控制器外围电路由信号处理电路、电流互感器