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电子式过载保护继电器的智能化技术与可靠性分析

作　者: 赵靖英
导　师: 陆俭国；王景芹
学　校: 河北工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 电子式过载保护继电器智能化对称分量法通信可靠性故障树分析法(FTA)
分类号: TM58
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

二十一世纪以来，微处理器技术、信息通信技术以及电力电子技术的发展和应用，促进了智能化低压电器产品的研究与开发。工业系统自动化程度的提高与系统的大型化，促使一个系统中所使用的低压电器产品的数目不断增多，低压电器产品的可靠性分析日益引起重视。电子式过载保护继电器作为实现异步电动机保护的一类重要的低压电器产品，其智能化技术与可靠性分析的研究必将成为今后世界各国在电动机保护方面的重要研究方向。本文对电子式过载保护继电器的智能化技术和可靠性分析进行了研究和探讨，一方面应用对称分量法，对异步交流电动机的各种故障状态进行了分析，建立了各种故障的相关保护特性方程，并将电力电子技术和计算机技术引入电子式过载保护继电器，设计了相应的智能保护电路，编制了完整的保护程序，使电子式过载保护继电器能够根据电动机的运行状态自动地选择最佳保护模式，实现电动机可靠而有效的保护，同时设计了通信接口，实现了电子式过载保护继电器与中央控制计算机之间的远程双向串行通信；另一方面采用故障树分析法，对所设计的智能化电子式过载保护继电器进行了可靠性分析，在进行定性分析与定量计算后，提出了提高电子式过载保护继电器可靠性的措施。

全文目录

第一章绪论  8-19
  1-1 引言  8
  1-2 智能化低压电器的发展概况  8-11
  1-3 电子式过载保护继电器的发展概况  11-16
    1-3-1 电子式过载保护继电器的国外发展现状  11-13
    1-3-2 电子式过载保护继电器的国内发展现状  13-15
    1-3-3 电子式过载保护继电器的主要特点  15
    1-3-4 电子式过载保护继电器的发展趋势  15-16
  1-4 可靠性技术的发展概况  16-18
  1-5 本文的研究内容  18-19
第二章电子式过载保护继电器的保护原理  19-32
  2-1 引言  19
  2-2 对称分量法  19-21
  2-3 电子式过载保护继电器的保护原理  21-32
    2-3-1 过载故障的保护原理  21-25
    2-3-2 三相短路故障的保护原理  25
    2-3-3 起动时间过长故障的保护原理  25-27
    2-3-4 堵转故障的保护原理  27
    2-3-5 不平衡故障和断相故障的保护原理  27-30
      2-3-5-1 不平衡故障的保护原理  27-29
      2-3-5-2 断相故障的保护原理  29-30
    2-3-6 接地故障的保护原理  30
    2-3-7 电压故障的保护原理  30-32
第三章电子式过载保护继电器的设计  32-49
  3-1 引言  32
  3-2 电子式过载保护继电器的硬件设计  32-39
    3-2-1 电子式过载保护继电器的硬件总体结构  32
    3-2-2 电子式过载保护继电器的硬件电路设计  32-39
      3-2-2-1 单片机系统单元的设计  32-34
      3-2-2-2 信号预处理电路的设计  34-35
      3-2-2-3 键盘显示接口电路的设计  35-38
      3-2-2-4 执行机构电路的设计  38-39
  3-3 电子式过载保护继电器的软件设计  39-46
    3-3-1 采样数据的处理方法  39-40
      3-3-1-1 有效值的计算方法  39-40
      3-3-1-2 线电流对称分量的有效值计算  40
    3-3-2 保护程序的设计  40-46
      3-3-2-1 主程序的设计  40-41
      3-3-2-2 数据处理子程序的设计  41-42
      3-3-2-3 键盘显示子程序的设计  42-46
  3-4 电子式过载保护继电器的抗干扰设计  46-49
    3-4-1 电子式过载保护继电器的硬件抗干扰设计  46-47
    3-4-2 电子式过载保护继电器的软件抗干扰设计  47-49
第四章电子式过载保护继电器的可通信技术  49-67
  4-1 引言  49
  4-2 电子式过载保护继电器与PC机之间的通信规约  49-53
    4-2-1 通信数据  49
    4-2-2 通信模式  49-50
    4-2-3 通信协议  50-52
    4-2-4 通信过程  52-53
    4-2-5 通信功能  53
  4-3 电子式过载保护继电器与PC机之间的通信接口设计  53-56
    4-3-1 串行总线接口的选择  53-54
    4-3-2 通信接口电路的设计  54-56
  4-4 电子式过载保护继电器与PC机的通信软件设计  56-67
    4-4-1 电子式过载保护继电器通信软件的设计  56-60
    4-4-2 PC机通信软件设计  60-67
      4-4-2-1 PC机串行通信方法的选择  60-61
      4-4-2-2 MSComm控件介绍  61
      4-4-2-3 PC机通信软件设计  61-67
第五章电子式过载保护继电器的可靠性分析  67-87
  5-1 引言  67
  5-2 可靠性分析方法  67-69
    5-2-1 故障树分析法(FTA法)  67-68
    5-2-2 失效模式、效应与危害度分析法(FMECA法)  68
    5-2-3 故障树分析法(FTA法)与失效模式、效应与危害度分析法(FMECA法)的比较  68-69
  5-3 故障树系统分析软件包(FTAS)  69-70
    5-3-1 FTAS的界面  69
    5-3-2 FTAS的特点  69-70
    5-3-3 FTAS的功能  70
  5-4 电子式过载保护继电器的可靠性定性分析  70-75
    5-4-1 故障树的建立  70-73
    5-4-2 故障树定性分析  73-75
  5-5 电子式过载保护继电器的可靠性定量计算  75-85
    5-5-1 电子式过载保护继电器的可靠性特征量  75-76
      5-5-1-1 可靠度  75
      5-5-1-2 累积失效概率  75-76
      5-5-1-3 失效率  76
    5-5-2 F(t)、R(t)、λ(t)力之间的关系  76-77
    5-5-3 电子式过载保护继电器的失效分布类型  77-79
      5-5-3-1 单参数指数分布  77-78
      5-5-3-2 双参数指数分布  78-79
    5-5-4 故障树定量计算方法  79-80
      5-5-4-1 真值表法  79
      5-5-4-2 概率的加法公式法  79-80
      5-5-4-3 不交布尔代数法  80
      5-5-4-4 三种方法的比较  80
    5-5-5 电子式过载保护继电器的概率结构重要度的计算  80-83
    5-5-6 电子式过载保护继电器的累积失效概率的计算  83-84
    5-5-7 电子式过载保护继电器的可靠度的计算  84-85
  5-6 提高电子式过载保护继电器可靠性的措施  85-87
第六章结论  87-88
参考文献  88-94
致谢  94-95
攻读学位期间所取得的相关科研成果  95

电子式过载保护继电器的智能化技术与可靠性分析

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