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智能化短路开断器的研究

作 者: 何翠
导 师: 马少华
学 校: 沈阳工业大学
专 业: 电机与电器
关键词: 限流限 智能化智能智 炸药炸 时间时—电流特性电流特电流电 SPI
分类号: TM563
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 22次
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内容摘要


本课题设计的智能化短路开断器,是将爆炸技术与高压限流熔断器结合而成的新型电器保护设备,从根本上属于一种全范围限流保护设备。在全范围保护的基础上,提出了全新的智能化控制理论,智能化短路开断器可以不只针对某一种固定设备进行保护,它可以根据用户自己的需求进行调整,从而成为多种设备的保护装置。因为这种智能化的提出,大大拓宽了这种设备的使用范围,在设备的硬件上相应地提出了太阳能光伏系统作为直流电源,以便实现其多范围多地域的使用性。智能化短路开断器弥补了断路器和熔断器之间的空白,并且主体结构由熔断器支撑。主要用于大幅度限制短路电流幅值和作为电力系统灾难性短路事故的保护设备。在本设计中提出了一种新型的分断方法。相比普通的限流熔断器,本设计研发的短路开断器,是将炸药放置在熔体上,在低过载电流的情况下,通过PIC控制触发电路引燃炸药分断电路;在大过载电流的情况下,通过熔体自行烧断开断电路。自身可以成功解决大过载电流和低过载电流合二为一的问题。同时选用太阳能光伏系统作为直流电源,利用其给中央控制单元供电,提高了系统稳定性,拓宽了智能化短路开断器的使用范围。智能化通讯是基于PIC单片机的SPI接口实现的,主从机之间可以按照自己的功用良好地配合。在通讯操作界面,用户可以根据自己所需在预定的选项里面选择自己所需数据,实现时间—电流特性可控性。整个系统具有掉电保护功能,即使在使用过程中,出现掉电故障,主机从机都可以保护掉电前的数据状态,令数据不丢失,再次上电工作时不会出现数据偏差。模拟仿真运行表明,利用SPI通信方式可以成功地实现对熔断件的时间—电流特性的远程控制,实现安秒特性的可调节性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 课题研究的目的和意义  11
  1.2 国内外短路保护设备的发展趋势和研究现状  11-20
    1.2.1 国内外短路保护设备的发展趋势  12-15
    1.2.2 国内外短路保护设备的研究现状与分类  15-20
  1.3 课题的主要内容  20-21
第二章 智能化短路开断器概述  21-26
  2.1 智能化短路开断器国家标准辅助参考  21-23
  2.2 智能化短路开断器基本原理及结构介绍  23-25
    2.2.1 基本原理  23-24
    2.2.2 基本结构  24-25
  2.3 本章小结  25-26
第三章 智能短路开断器主体设计  26-41
  3.1 智能化短路开断器的主控单元选择  26-28
    3.1.1 数据采集对单片机的要求  26
    3.1.2 数据传输对单片机的要求  26
    3.1.3 工作电源对单片机的要求  26
    3.1.4 PIC16F87 性能介绍  26-28
  3.2 各主要部件选择  28-34
    3.2.1 采样电阻性能分析  28-29
    3.2.2 太阳能光伏系统介绍及选用  29-32
    3.2.3 炸药选取及炸药量计算  32-34
  3.3 模拟仿真软件简介  34-36
    3.3.1 电路仿真软件 MULTISIM 介绍  34-35
    3.3.2 电路仿真软件 PROTEUS 介绍  35-36
  3.4 硬件电路设计  36-40
    3.4.1 检测电路  36-38
    3.4.2 触发电路  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章 智能通讯  41-50
  4.1 光纤通讯  41-43
    4.1.1 简介  41-42
    4.1.2 基本结构  42-43
  4.2 智能通讯部分的主控单元选择  43-45
    4.2.1 外设对单片机的要求  43-44
    4.2.2 数据传输对单片机的要求  44-45
  4.3 硬件电路设计  45-46
    4.3.1 显示电路  45-46
    4.3.2 按键电路  46
  4.4 基于 PIC 单片机的 SPI 接口的实现方法  46-49
    4.4.1 SPI 接口简介  46-48
    4.4.2 SPI 通信  48-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章 软件设计  50-60
  5.1 整体思想  50
  5.2 主机  50-52
    5.2.1 主程序流程图  50-52
    5.2.2 检测子程序  52
  5.3 从机  52-56
    5.3.1 主程序流程图  52-54
    5.3.2 时间-电流特性子程序  54-55
    5.3.3 时间修改子程序  55-56
  5.4 整合实现  56-58
    5.4.1 运行界面  56-57
    5.4.2 仿真模拟结果  57-58
  5.5 本章小结  58-60
第六章 结论  60-62
  6.1 课题研究成果  60
  6.2 不足与展望  60-62
参考文献  62-64
附录A 时间修改流程图  64-66
附录B 硬件部分整体电路图  66-67
在学研究成果  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电器 > 开关电器、断路器 > 熔断器、保险丝装置
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