低压断路器辅助电路
摘 要低压断路器主控系统辅助电路能够适用于城乡三相四线的低压电网系统中，可以监控低压电网中的电压，电流，对线路或者用电设备存在的过载，欠压，短路等故障进行有效的保护。本设计主要通过在电力电网监测中，利用低压线路分支处如集中表箱中安装DTM3EL型动作断路器，采集电网电压、电流、剩余电流（漏电）等数据，实时进行电网电压、电流、剩余电流（漏电）等信号监测和智能控制。而TM3EL型动作断路器正常工作与否，与其自身的辅助电路功能和性能昔昔相关。三相取电电路；电流再生电路；缺相检测电路等尤为重要。为低压断路器主控系统设计辅助电路，电路可以实现缺相的检测，当电压正常利用电流二次供电，电压不正常时，通过脱机保护电路。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景与意义 1
1.2 低压断路器在我国内的发展状况 2
第二章 系统方案设计 3
2.1 系统的方案设计 3
2.2 低压断路器辅助系统结构 3
第三章 低压断路器辅助电路的硬件设计 6
3.1 电源供电电路 7
3.2 电压采集（过欠压）电路 8
3.3 缺相检测电路 10
3.4 电流再生电路 10
3.5 单片机输入输出模块 12
3.6 脱扣（分闸）电路 13
3.7 合闸电路 14
第四章 软件设计 16
4.1 电压采集 16
4.2 缺相检测 17
4.3 电流再生电路 18
第五章 测试结果与系统的实现 19
5.1系统硬件测试 20
5.2软件测试 20
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
附 录 28
附录A PCB图 28
附录B 硬件实物图 29
附录C 程序代码 30
第一章
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
绪论
1.1课题研究的背景与意义
生活在21世纪现代化的我们，日常生活都是离不开电的。电的广泛使用对于人们的来说是非常的重要。不仅仅方便了日常生活，也提高了工作的效率。同样电的使用对环境的贡献也是非常重要的，用电动汽车的发明和使用。利用风能转化为电能等等。在电的产生和输送过程中，配电是非常重要的一个部分。对电力设备的运行情况进行监视和测量，来确定保证电力系统安全经济运行。其中低压断路器的使用主要为了保护人身安全和电网安全。
近几年，随着社会的不断发展和进步，以及我们日益对环境的重视。低压断路器也逐渐被广泛的应用于低压配电系统以及各级馈线，也应用于各种用电终端的保护和控制以及很多机械设备的电源控制。低压断路器产品的需求量也在市场上不断地增加。除了报警、整定功能外，更加智能化的低压断路器还具有人机对话、存储、记忆以及显示等功能。
低压断路器也可以称之为自动开关。相当于闸刀开关或者熔断器之类的。比如保险丝这一类型的电器的组合。低压断路器是具有手动开关的作用，与此同时，它又能自动的进行过载和短路来保护电器。并且它是一种可以接通和分断正常负载电流，比如说电动机的工作电流和过载电流。低压断路器还可以接通分断电流的开关电器。当断路器作合、分电路的时候，主要依靠的是扳动它的手柄，也可以采用电动机操作机构让动静触头断开或者闭合，其主要的作用就是保护配电路线，保护电动机、保护人的安全，防止火灾的发生，以及爆炸等安全事故。一般低压断路器在空气中使用的温度为零下5度到40度。以及它的平均值不能超过35度。低压断路器最好安装在海拔不能超过2000米，并且没有爆炸介质或者雨雪的环境中。
根据电力系统的试验可知：在架空的线路中大多数的故障都是只是瞬时性的，永久性的故障占总比例不到百分之十。电弧在继电保护动作切除短路的故障后就会自动的熄灭，在大多数情况下，短路处的电源是可以再次自动恢复的。自动重合闸好处就是不仅仅提高了安全性以及可靠性，于此同时，也减少了很大一部分的停电损失。低压断路器的使用和推广大大的提高了供电的可靠性，减少了在线路中因为故障而停电的次数。另一方面，在高压输电线路上我们采用自动重合闸，也可以提高电力系统运行的稳定性。最后，由于断路器本身机构的不良或者继电保护错误动作从而引起的跳闸，也可以得到纠正和改进。低压电路器未来发展前景是非常乐观的和很大的市场空间。无论是从可靠性方面还是从环保技术方面观察低压断路器都是非常有利人们未来的发展。
1.2低压断路器在我国内的发展状况
低压断路器在低压电器中属于结构最复杂的，经济价值以及技术含量都是最高的，并且在低压配电系统中的地位也是最高的。种类主要有：塑壳式断路器、漏电断路器、小断路器、万能式断路器、真空断路器、直流快速断路器。在一个企业中ACB、MCCB产品技术水平、质量以及产量在行业中排名一定程度上代表了这个企业在低压电器行业中的地位。根据数据显示：低压断路器产值大约占低压器总产值一半以上。从20世纪70年代开始，我国漏电电器和小型断路器才刚刚开始起步发展。从20世纪90年代以后，小型断路器在我国才开始慢慢的大量推广。万能式断路器以及塑壳断路器在20世纪60年代初，先后开始开发了三代产品。从20世纪90年代末我国的低压真空断路器开始进行研制，并且完成了DK5630～2500A系列的真空断路器，并且逐步开始推广。但是产品的结构以及工艺性尚需进一步的完善，产品的性能也有望进一步的提高。自20世纪80年代末直流快速断路器完成更新之后，由于使用场合不多的原因，迄今为止都没有进行新一代产品的开发。提高环保技术和断路器的可靠性是新一代的低压断路器研发的主要任务。低压配电系统运行可靠性的必要条件就是低压断路器可靠性。
第二章 系统方案设计
2.1系统的方案设计
2.1.1基本内容：
低压断路器主控系统系统能够适用于城乡三相四线的低压电网系统中，可以监控低压电网中的电压，电流，对线路或者用电设备存在的过载，欠压，短路等故障进行有效的保护。本系统主要设计一款低压断路器主控系统的辅助电路。主要是在三相电路的低压电网中，可以通过缺相电路帮助主控电路监控低压电网中的电压、电流对线路以及用电设备负荷、短路、欠压以及漏电的保护。电路可以实现缺相的检测，当电压正常利用电流二次供电，电压不正常时，通过脱机保护电路。
2.1.2设计实现的主要功能：
在低压断路器辅助电路中，主要电路有：电流供电系统电路；电压采集过欠压电路；缺相检测电路；电流再生电路；脱扣分闸电路；合闸电路。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景与意义 1
1.2 低压断路器在我国内的发展状况 2
第二章 系统方案设计 3
2.1 系统的方案设计 3
2.2 低压断路器辅助系统结构 3
第三章 低压断路器辅助电路的硬件设计 6
3.1 电源供电电路 7
3.2 电压采集（过欠压）电路 8
3.3 缺相检测电路 10
3.4 电流再生电路 10
3.5 单片机输入输出模块 12
3.6 脱扣（分闸）电路 13
3.7 合闸电路 14
第四章 软件设计 16
4.1 电压采集 16
4.2 缺相检测 17
4.3 电流再生电路 18
第五章 测试结果与系统的实现 19
5.1系统硬件测试 20
5.2软件测试 20
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
附 录 28
附录A PCB图 28
附录B 硬件实物图 29
附录C 程序代码 30
第一章
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
绪论
1.1课题研究的背景与意义
生活在21世纪现代化的我们，日常生活都是离不开电的。电的广泛使用对于人们的来说是非常的重要。不仅仅方便了日常生活，也提高了工作的效率。同样电的使用对环境的贡献也是非常重要的，用电动汽车的发明和使用。利用风能转化为电能等等。在电的产生和输送过程中，配电是非常重要的一个部分。对电力设备的运行情况进行监视和测量，来确定保证电力系统安全经济运行。其中低压断路器的使用主要为了保护人身安全和电网安全。
近几年，随着社会的不断发展和进步，以及我们日益对环境的重视。低压断路器也逐渐被广泛的应用于低压配电系统以及各级馈线，也应用于各种用电终端的保护和控制以及很多机械设备的电源控制。低压断路器产品的需求量也在市场上不断地增加。除了报警、整定功能外，更加智能化的低压断路器还具有人机对话、存储、记忆以及显示等功能。
低压断路器也可以称之为自动开关。相当于闸刀开关或者熔断器之类的。比如保险丝这一类型的电器的组合。低压断路器是具有手动开关的作用，与此同时，它又能自动的进行过载和短路来保护电器。并且它是一种可以接通和分断正常负载电流，比如说电动机的工作电流和过载电流。低压断路器还可以接通分断电流的开关电器。当断路器作合、分电路的时候，主要依靠的是扳动它的手柄，也可以采用电动机操作机构让动静触头断开或者闭合，其主要的作用就是保护配电路线，保护电动机、保护人的安全，防止火灾的发生，以及爆炸等安全事故。一般低压断路器在空气中使用的温度为零下5度到40度。以及它的平均值不能超过35度。低压断路器最好安装在海拔不能超过2000米，并且没有爆炸介质或者雨雪的环境中。
根据电力系统的试验可知：在架空的线路中大多数的故障都是只是瞬时性的，永久性的故障占总比例不到百分之十。电弧在继电保护动作切除短路的故障后就会自动的熄灭，在大多数情况下，短路处的电源是可以再次自动恢复的。自动重合闸好处就是不仅仅提高了安全性以及可靠性，于此同时，也减少了很大一部分的停电损失。低压断路器的使用和推广大大的提高了供电的可靠性，减少了在线路中因为故障而停电的次数。另一方面，在高压输电线路上我们采用自动重合闸，也可以提高电力系统运行的稳定性。最后，由于断路器本身机构的不良或者继电保护错误动作从而引起的跳闸，也可以得到纠正和改进。低压电路器未来发展前景是非常乐观的和很大的市场空间。无论是从可靠性方面还是从环保技术方面观察低压断路器都是非常有利人们未来的发展。
1.2低压断路器在我国内的发展状况
低压断路器在低压电器中属于结构最复杂的，经济价值以及技术含量都是最高的，并且在低压配电系统中的地位也是最高的。种类主要有：塑壳式断路器、漏电断路器、小断路器、万能式断路器、真空断路器、直流快速断路器。在一个企业中ACB、MCCB产品技术水平、质量以及产量在行业中排名一定程度上代表了这个企业在低压电器行业中的地位。根据数据显示：低压断路器产值大约占低压器总产值一半以上。从20世纪70年代开始，我国漏电电器和小型断路器才刚刚开始起步发展。从20世纪90年代以后，小型断路器在我国才开始慢慢的大量推广。万能式断路器以及塑壳断路器在20世纪60年代初，先后开始开发了三代产品。从20世纪90年代末我国的低压真空断路器开始进行研制，并且完成了DK5630～2500A系列的真空断路器，并且逐步开始推广。但是产品的结构以及工艺性尚需进一步的完善，产品的性能也有望进一步的提高。自20世纪80年代末直流快速断路器完成更新之后，由于使用场合不多的原因，迄今为止都没有进行新一代产品的开发。提高环保技术和断路器的可靠性是新一代的低压断路器研发的主要任务。低压配电系统运行可靠性的必要条件就是低压断路器可靠性。
第二章 系统方案设计
2.1系统的方案设计
2.1.1基本内容：
低压断路器主控系统系统能够适用于城乡三相四线的低压电网系统中，可以监控低压电网中的电压，电流，对线路或者用电设备存在的过载，欠压，短路等故障进行有效的保护。本系统主要设计一款低压断路器主控系统的辅助电路。主要是在三相电路的低压电网中，可以通过缺相电路帮助主控电路监控低压电网中的电压、电流对线路以及用电设备负荷、短路、欠压以及漏电的保护。电路可以实现缺相的检测，当电压正常利用电流二次供电，电压不正常时，通过脱机保护电路。
2.1.2设计实现的主要功能：
在低压断路器辅助电路中，主要电路有：电流供电系统电路；电压采集过欠压电路；缺相检测电路；电流再生电路；脱扣分闸电路；合闸电路。
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