断路器动作时间测试系统设计(附件)【字数：11933】
摘 要由于我国经济的高速发展和社会的不断进步，生活，工业等用电需求急剧增长，在这样的社会需求背景下，国家电网不断扩大建设规模，电网系统由高压断路器等核心部分构成，高压断路器的运作状态对于整个电网系统的安全运行和供电质量影响颇大，所以根据上述情况，我们要加大力度对高压断路器进行管理，并且我们要随时对高压断路器的使用情况以及发展状况采取细致的分析，进而让高压断路器的安全运行有质的提高。高压开关即高压断路器，他的两大功能是高效的灭弧能力以及开断能力，它不但能够切断或者闭合高压电路中的负载电流和空载电流，万一在运行过程中电网系统突发故障，高压断路器还能通过自动装置、保护装置的配合高效安全的将故障电流截流，最大程度缩小故障造成的停电范围，防止事故的扩大，高压断路器对电网系统的安全运行有相当重要的作用。?
目 录
第一章 绪论 1
1.1断路器的背景及研究意义 1
1.2断路器的发展及现状? 1
1.3断路器的发展前景 2
1.4本文主要研究内容及框架 2
第二章 断路器现有测试方法简介 3
2.1断路器的介绍 3
2.2断路器的特性 3
2.3断路器动作时间测试方法 3
第三章 系统的方案设计 5
3.1课题研究内容和方案 5
3.2主要元器件的选择 5
3.2.1单片机的选择 5
3.2.2 A/D转换器的选择 9
第四章 硬件系统的设计 13
4.1硬件模块的整体设计 13
4.2电源模块设计 13
4.3单片机电路设计 14
第五章 软件系统的设计 16
5.1主程序设计的流程图 16
5.2 C语言程序框图 17
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 22
第一章 绪论
1.1断路器的背景及研究意义
进入二十一世纪以来，我国的经济飞速发展，工业产值成倍增长，人口增长并且生活质量显著提高，所以我国国民对电力的需求越来越大，因此，为了防止电力供应的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
短缺，我国加大了对电网的投资扩大了电网的建设规模。在增加电网密度和供电量的同时安全输电也是相当重要的，在任何时候都是安全第一，然而高压断路器就是电网系统安全运行的好帮手，所以高压断路器的运行状态对整个电网系统的稳定运行和供电质量有很大的影响。
断路器的作用是保护供配电系统，当电网系统运行出现故障时，断路器就开始工作，它会自动切除故障点最近的故障，但是电网中的其他断路器不工作，所以断路器能最大限度的降低电网故障带来的损失，因为断路器只会切除最近的故障，所以其他的电路运行不会受其影响，所以断路器对于安全供电有极大的作用。当我们做低压配电系统规划的时候，断路器同样是一个不可或缺的重要角色，它的实用性对我们用户来说有很大的帮助，在低压配电系统规划中，断路器能规避故障因此能维持电网顺畅供电不中断。在低压配电系统中使用的断路器按照它的保护性能可以分为选择性和非选择性这两类。首先选择性低压断路器，它的顺势特性和短延时特性适用于短路动作，然而长延时特性适用于过载保护，在低压配电系统中，必须要保证上，下两级断路器之间的选择性动作，一般情况下上一级断路器采用选择性断路器，而下一级断路器一般采用非选择性断路器或者选择性断路器。
1.2断路器的发展及现状?
目前高压断路器已经将过去老式的油断路器和压缩空气断路器淘汰并逐步引进当今主流的真空断路器和SF6断路器。现在我国40Kv以上的电网系统的高压开关已经全部更新换代推广使用的SF6断路器，而40KV以下的电网系统的开关全部换代推广真空断路器。SF6断路器根据构造和制造工艺的不同可分为瓷柱式SF6断路器和罐式SF6断路器两大类，后者的罐式SF6断路器主流适用于252KV、363KV、550KV的电网中，原因是因为它的性能优越而且对环境对环境的要求较低；前者的瓷柱式SF6断路器能获取任意的电压额定值，而且考虑经济性瓷柱式SF6断路器比罐式SF6断路器便宜，因此，在建设500KV以下的电网时，SF6瓷柱式断路器有很大的优势。?
在我国在40KV以下的电网建设中普遍使用真空断路器和真空接触器，目前，我国的科研团队已经试验成功110KV双断真空断路器，这种断路器的构造是将多个单端口真空断路器并排串联组成。近些年来我国的经济和科技都发展很快，社会要求电网系统运行可靠，也对高压断路器的性能提出了更高的要求，在市场的需求下，高压断路器厂商不断的开拓创新在生产和设计上严格要求，将高压断路器的性能尽可能的提高。据资料了解美国和日本在相关研究中积累了大量数据、经验和方法。相对于美日技术的日渐成熟，我国断路器的在线监测技术发展则较缓慢，并且我国自主研发的监测装置在很多方面都存在一定的问题。最近几年国内外先后研发出的断路器机械特性检测仪仍然存在诸多的限制因素。所以各厂家都在全力研制出适用范围广、抗干扰能力强、精度高、软件功能齐全、价格低廉的设备。
1.3断路器的发展前景
我国目前在35KV以下的真空断路器产品系列已较为全面，生产技术也日趋成熟，；例如在北京，西安，浙江等国有大型开关厂生产的ZN10/125031.5、ZN28A等产品已经在相关领域得到广泛应用，并逐步演变成配电系统中更新换代的产品，GG1A开关柜得到了现在运行的一些配电系统的一致共识。同时伴随着新型触头材料投入市场，使得真空断路器的截流值不断下降，由截流导致的过电压问题被攻克，这促使35KV以下的变电所也逐步覆盖ZN系列开关的使用。总之由于真空断路器生产线引入国内，其性价比的优势会逐渐显现出来，并且伴随着电力工业公司打出“无油化”宣传语，真空断路器的发展前景一定会越来越广阔。
1.4本文主要研究内容及框架
本文研究内容是对断路器现状和测量断路器分合闸时间方法的阐述和研究。其系统包括断路器，单片机，A/D模块，晶振开关等。此次设计完善了断路器动作时间测试系统，并让系统时间测量更为精确。
本设计的断路器动作时间测试系统是利用单片机来实现C语言的编程从而来实现动作时间的精确计时。其中A/D模块通过通信线和供电线接到单片机上，通过调节电位器来模拟实现断路器动作时间的测试。
第二章 断路器现有测试方法简介
2.1断路器的介绍
断路器就是能够用来关闭合闸，输送和开断正常导通的的电流并且能够开断在某段时间内承载不正常导通电路内电流的开断装置。行业内一般根据电网的高低将断路器区分为高压和低压断路器两种，高压低压的划分界限并不精确，但是业内一般将大于3kV的电器的叫作高压电器。
目 录
第一章 绪论 1
1.1断路器的背景及研究意义 1
1.2断路器的发展及现状? 1
1.3断路器的发展前景 2
1.4本文主要研究内容及框架 2
第二章 断路器现有测试方法简介 3
2.1断路器的介绍 3
2.2断路器的特性 3
2.3断路器动作时间测试方法 3
第三章 系统的方案设计 5
3.1课题研究内容和方案 5
3.2主要元器件的选择 5
3.2.1单片机的选择 5
3.2.2 A/D转换器的选择 9
第四章 硬件系统的设计 13
4.1硬件模块的整体设计 13
4.2电源模块设计 13
4.3单片机电路设计 14
第五章 软件系统的设计 16
5.1主程序设计的流程图 16
5.2 C语言程序框图 17
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 22
第一章 绪论
1.1断路器的背景及研究意义
进入二十一世纪以来，我国的经济飞速发展，工业产值成倍增长，人口增长并且生活质量显著提高，所以我国国民对电力的需求越来越大，因此，为了防止电力供应的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
短缺，我国加大了对电网的投资扩大了电网的建设规模。在增加电网密度和供电量的同时安全输电也是相当重要的，在任何时候都是安全第一，然而高压断路器就是电网系统安全运行的好帮手，所以高压断路器的运行状态对整个电网系统的稳定运行和供电质量有很大的影响。
断路器的作用是保护供配电系统，当电网系统运行出现故障时，断路器就开始工作，它会自动切除故障点最近的故障，但是电网中的其他断路器不工作，所以断路器能最大限度的降低电网故障带来的损失，因为断路器只会切除最近的故障，所以其他的电路运行不会受其影响，所以断路器对于安全供电有极大的作用。当我们做低压配电系统规划的时候，断路器同样是一个不可或缺的重要角色，它的实用性对我们用户来说有很大的帮助，在低压配电系统规划中，断路器能规避故障因此能维持电网顺畅供电不中断。在低压配电系统中使用的断路器按照它的保护性能可以分为选择性和非选择性这两类。首先选择性低压断路器，它的顺势特性和短延时特性适用于短路动作，然而长延时特性适用于过载保护，在低压配电系统中，必须要保证上，下两级断路器之间的选择性动作，一般情况下上一级断路器采用选择性断路器，而下一级断路器一般采用非选择性断路器或者选择性断路器。
1.2断路器的发展及现状?
目前高压断路器已经将过去老式的油断路器和压缩空气断路器淘汰并逐步引进当今主流的真空断路器和SF6断路器。现在我国40Kv以上的电网系统的高压开关已经全部更新换代推广使用的SF6断路器，而40KV以下的电网系统的开关全部换代推广真空断路器。SF6断路器根据构造和制造工艺的不同可分为瓷柱式SF6断路器和罐式SF6断路器两大类，后者的罐式SF6断路器主流适用于252KV、363KV、550KV的电网中，原因是因为它的性能优越而且对环境对环境的要求较低；前者的瓷柱式SF6断路器能获取任意的电压额定值，而且考虑经济性瓷柱式SF6断路器比罐式SF6断路器便宜，因此，在建设500KV以下的电网时，SF6瓷柱式断路器有很大的优势。?
在我国在40KV以下的电网建设中普遍使用真空断路器和真空接触器，目前，我国的科研团队已经试验成功110KV双断真空断路器，这种断路器的构造是将多个单端口真空断路器并排串联组成。近些年来我国的经济和科技都发展很快，社会要求电网系统运行可靠，也对高压断路器的性能提出了更高的要求，在市场的需求下，高压断路器厂商不断的开拓创新在生产和设计上严格要求，将高压断路器的性能尽可能的提高。据资料了解美国和日本在相关研究中积累了大量数据、经验和方法。相对于美日技术的日渐成熟，我国断路器的在线监测技术发展则较缓慢，并且我国自主研发的监测装置在很多方面都存在一定的问题。最近几年国内外先后研发出的断路器机械特性检测仪仍然存在诸多的限制因素。所以各厂家都在全力研制出适用范围广、抗干扰能力强、精度高、软件功能齐全、价格低廉的设备。
1.3断路器的发展前景
我国目前在35KV以下的真空断路器产品系列已较为全面，生产技术也日趋成熟，；例如在北京，西安，浙江等国有大型开关厂生产的ZN10/125031.5、ZN28A等产品已经在相关领域得到广泛应用，并逐步演变成配电系统中更新换代的产品，GG1A开关柜得到了现在运行的一些配电系统的一致共识。同时伴随着新型触头材料投入市场，使得真空断路器的截流值不断下降，由截流导致的过电压问题被攻克，这促使35KV以下的变电所也逐步覆盖ZN系列开关的使用。总之由于真空断路器生产线引入国内，其性价比的优势会逐渐显现出来，并且伴随着电力工业公司打出“无油化”宣传语，真空断路器的发展前景一定会越来越广阔。
1.4本文主要研究内容及框架
本文研究内容是对断路器现状和测量断路器分合闸时间方法的阐述和研究。其系统包括断路器，单片机，A/D模块，晶振开关等。此次设计完善了断路器动作时间测试系统，并让系统时间测量更为精确。
本设计的断路器动作时间测试系统是利用单片机来实现C语言的编程从而来实现动作时间的精确计时。其中A/D模块通过通信线和供电线接到单片机上，通过调节电位器来模拟实现断路器动作时间的测试。
第二章 断路器现有测试方法简介
2.1断路器的介绍
断路器就是能够用来关闭合闸，输送和开断正常导通的的电流并且能够开断在某段时间内承载不正常导通电路内电流的开断装置。行业内一般根据电网的高低将断路器区分为高压和低压断路器两种，高压低压的划分界限并不精确，但是业内一般将大于3kV的电器的叫作高压电器。
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