1、EA應用與方案供配用電文曹沛雯許偉智能斷路器的硬件設計及抗干擾措施近幾年由于國家電力系統進行改造，各種配電系統對電器保護精度的要求越來越高，對電器的控制要求越來越多，隨著計算機技術和自動化控制在電力系統中的廣泛應用，開發系列智能型斷路器是非常必要的。智能型斷路器是指采用了智能脫扣器的斷路器，智能脫扣器取代傳統“磁熱”式的設計對線路進行監控，完理單元、信號采樣、按鍵顯示、通信電路、執行元件等幾個部分。信號采樣信號采樣電路實現的功能是：將外部的電流、電壓信號經變換后送到微處理器采樣口。在這些環節要注意以下幾個問題。（）電流互感器主電路的電流信號經過信號檢測環節的電流互感器、濾波器轉變為線性的正比于

2、主電路電流的直流電壓信號。其轉換的線性和精度將直接影響關鍵數據的可信度，這些數據是智能脫扣器工作的基礎。常用的電流互感器有鐵心和空心兩種，鐵心型互感器在處理小電流時線性度很好，但大電流時鐵心容易飽和，從而出現線性失真，測量范圍小；空心型在處理大電流時線性度好，測量范圍廣，但小電流時易受干擾，也會出現線性失真，測量誤差大。然而智能脫扣器電流測量范圍從幾百安到幾十千安，變化范圍很大，要想在整個測量范圍內不失線性，最好采用兩種類型互感器相互結合的方法。由下式可得二次側匝數×式中一次電流；二次電流；一次側匝數，通常；二次側匝數。（）輸入保護環節由于電流的測量范圍很大，而微處理器轉換參考電壓一

3、般很小，本項目采用公司的芯片作為芯片，其轉換范圍為，如果輸入電信號幅值超過，將會損壞芯片。如果將所有成線路過載、欠壓、斷相時的保護，使斷路器實現了遙測、遙控、遙信和遙調等功能。現在智能脫扣器都將單片機、等微處理器應用到斷路器當中，作為邏輯處理的基礎。智能型斷路器發展趨勢之一是功能越來越多，除了傳統的脫扣功能外，還有脫扣前報警功能、線路參數檢測功能以及試驗功能。提高了斷路器的保護精度，改變了傳統的“粗線條”保護，使設備、線路能得到真正的精確保護。（）具有對線路的監測能力采用微型計算機進行控制，能準確檢測電力線路的運行情況，并能準確地切除過載、短路等各種故障，還能按照運行人員的要求進行各種操作。（

4、）具有對斷路器本身進行檢測和對故障的自診斷能力，做出相應的報警甚至動作（）控制技術的智能化將模糊控制理論應用到整個控制當中，既提高了保護精度又增加了抗干擾能力。用戶可以方便地調整保護曲線，使其適用于不同的保護線路。（）具有通信功能智能型斷路器具有通信功能，與上位機之間進行通信，可以上傳電流、故障狀態、斷路器狀態等信息。同時上位機可以對斷路器進行保護曲線的整定。另外一種趨勢是采用現場總線技術，把設備的網絡化作為近期目標。智能脫扣器的硬件設計根據智能脫扣器所要實現的功能，硬件可以分為中央處100電氣時代年第期的電信號幅值都降到以下，那么轉換的精度將大大降低，為后面的數據處理帶來很大的麻煩。本設計中

5、采用多量程轉換的方法，每一種量程中信號送到轉換口的幅值最大值都稍小于，硬件上根據信號幅值大小采用不同的輸送通道，當然實現這個功能還需要軟件上面的判斷。中央處理單元本設計中的芯片采用公司的單片機，其基本特性為：片內、定時器、技術，低功耗，逐次逼近，轉換時間最小。個接口、工作電壓、計算機操作正常監控（）、直接驅動發光二極管，在開發中使用可擦除，可以大大提高開發速度，降低開發成本。鍵盤顯示電路鍵盤顯示電路采用串行接口的芯片，該芯片通過外接移位寄存器，最多可以控制位數碼管或只獨立，其驅動輸出極性和輸出時序均為軟件可控，從而可以和各種驅動電路配合。同時，芯片不僅可以控制各顯示位閃爍屬性和閃爍頻率，而且可

6、以最多連接鍵的鍵盤矩陣，鍵盤為互鎖式，內部具有消抖動功能。此外，芯片采用高速二線接口與通信，只占用很少的口和時間。執行元件智能型斷路器適宜采用低能量螺管式分勵脫扣器作為執行元件，結構原理如附圖所示。附圖永久磁鐵產生的磁通流經磁軛和銜鐵而生成的吸力正好克服壓縮彈簧產生的張力，使銜鐵處于吸和狀態。當執行電路接收到發出的脈沖控制信號時，線圈中流過高于門檻值的觸發電流，產生與永久磁鐵相抵消的磁通，使銜鐵釋放動作。這種磁通變換器利用磁轉移原理動作，線圈吸引功率相當小，非常適合應用于受體積限制而輸出功率小的塑殼式斷路器。供配用電EA應用與方案智能脫扣器硬件抗干擾影響智能脫扣器的干擾源有：用電設備的浪涌電流

7、，對講機、手機等產生的射頻輻射，智能脫扣器內部的開關電源和斬波釋放電路等。這些干擾源的存在導致程序死掉，或電流電壓等參數顯示不準確并導致判斷錯誤，進而引起脫扣器誤動作。為了減少干擾的影響，需要采取相應措施。采取的措施有：）在實際設計情況中，欲使實際電流比接近于匝數比，鐵心的截面積應足夠大，磁路的平均長度應盡量短，選用高導磁系數的材料，二次繞組的電感抗與電阻愈小愈好。當選用高導磁的冷軋硅鋼片，如時，鐵心必須退火。磁感應強度不宜選得太高，以減少誤差。）傳輸低電平信號的變壓器采用環形磁路和對稱繞組，以提高抗干擾能力。）合理布線，使數字電路地和模擬電路地共點地為懸浮工作方式，即系統各回路的基準電位互相連接在一起而不與大地相連，這樣系統有較強的抗干擾能力。）模擬電路地和數字電路地分開接地，最后再匯合到一點，這是因為斬波泄放電路在啟動工作后，出現很高的瞬態干擾，把邏輯地（主機）和模擬地（）分開后，這一干擾就降到很低。）在穩壓電源、隔離變壓器后側安裝濾波電路，能使火線與零線中的干擾電流得到衰減。）芯片的選擇上，盡可能采用體積小的芯片封裝，由于貼片封裝比直插封裝體積小，抗干擾能力強，因此選擇貼片封裝。）硬件電路應采用多級跟隨器和高頻濾波電路，以保證信號不失