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基于DeviceNet的低压智能脱扣器分析与设计

唐岳  
【摘要】:断路器是用于接通、分断电力线路负荷以及各种短路故障的一种开关器件,与之配套的脱扣器具有过载、短路、接地、漏电等故障保护功能。本文针对传统的低压断路器的检测单元和保护功能大多是通过电磁元件完成带来的动作时间长、保护精度较低、整定困难等缺点,提出了低压断路器的测控单元智能脱扣器的测量及保护算法原理,并进行了具体的硬件和软件模块的设计,旨在实现低压断路器的智能保护、远程控制和集中管理。 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,设计出保护功能完善、性价比高的智能脱扣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。首先在硬件设计上,对于信号检测、处理、电源电路、MSP430系列单片机的低功耗方式应用以及人机接口电路等问题提出了实现方法,基本实现了大范围电流、电压信号实时监控等功能;其次,本文还对当前各种微机保护算法进行了介绍,分析了傅立叶算法在实现智能脱扣器保护功能中的优缺点,并针对傅立叶算法中计算偏于复杂的问题对该算法进行了改进,提出了基于FFT的改进算法,通过算法的分析和比较,对改进算法的性能给出了评价;然后结合我国现场总线国家标准GB/T18858.3-2002讨论了DeviceNet现场总线在实现脱扣器网络化的原理,实现方法,论述了通讯接口电路的设计;最后利用现有条件,对装置进行了性能测试,试验数据说明系统工作状态较好,可以满足低压配电网自动化对低压脱扣器的各项要求。 结果表明,以上设计方法解决了电流信号范围大、精度高、动作时间快及电源处理灵活等脱扣器的特殊问题,实践证明是可行的。


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