低壓斷路器智能脫扣器設(shè)計(jì)

摘要：IABSTRACTII第1章緒論1引言1脫扣器概述11.3課題研究目的及意義31.4課題內(nèi)容概述31.4.1硬件電路設(shè)計(jì)31.4.2軟件設(shè)計(jì)4第二章智能脫扣器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52.1智能脫扣器的設(shè)計(jì)原理52.2智能脫扣器的工作原理5第3章智能脫扣器的硬件設(shè)計(jì)63.1硬件總體設(shè)計(jì)及工作原理63.2信號(hào)采集與處理73.3空心電流互感器的計(jì)算73.4單片機(jī)的選用113.4各分電路及相關(guān)計(jì)算143.4.1真有效值轉(zhuǎn)換電路143.4.2過(guò)載保護(hù)163.4.3短路保護(hù)193.4.5模擬脫扣電路223.4.6脫扣輸出電路243.5負(fù)載監(jiān)控253.6自診斷和監(jiān)察25第4章軟件設(shè)計(jì)274.1軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)274.2初始化子程序294.2.1定時(shí)器初值的設(shè)定294.2.2定時(shí)器T1的設(shè)定294.2.3定時(shí)器T0的設(shè)定304.2.4與A/D轉(zhuǎn)換相關(guān)的寄存器304.2.5A/D控制寄存器ADCON1的設(shè)定304.2.6A/D控制寄存器ADCONO的設(shè)定314.3過(guò)流判斷子程序314.4過(guò)流處理子程序314.4.1過(guò)流處理子程序流程圖314.4.2非首次過(guò)流處理子程序324.5中斷子程序33第5章人機(jī)交互界面355.1智能脫扣器外殼355.2硬件電路設(shè)計(jì)355.3軟件設(shè)計(jì)36第6章可靠性與抗干擾設(shè)計(jì)386.1電器可靠性設(shè)計(jì)386.1.1硬件設(shè)計(jì)方面386.1.2軟件設(shè)計(jì)方面396.2電器抗干擾設(shè)計(jì)39結(jié)束語(yǔ)43致謝44參考文獻(xiàn)45附錄A：元件明細(xì)表47附錄B：總電路圖48低壓斷路器智能脫扣器的設(shè)計(jì)摘要：低壓斷路器是用于接通、分?jǐn)嗯潆婋娐芳皩?duì)各種故障進(jìn)行保護(hù)的一種開關(guān)電器，廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)中。斷路器的保護(hù)功能是由脫扣器實(shí)現(xiàn)的，傳統(tǒng)的脫扣器多為電磁式的，其特性不易控制。本課題利用微電子技術(shù)及單片機(jī)技術(shù)，采用微處理器，設(shè)計(jì)出小型的智能脫扣器，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)脫扣功能，即實(shí)現(xiàn)預(yù)想的保護(hù)功能，還能對(duì)脫扣器的動(dòng)作參數(shù)進(jìn)行選擇即可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種不同場(chǎng)合的保護(hù)，使得脫扣器的性能得到提高，功能得到增強(qiáng)，符合配電系統(tǒng)的要求。論文中詳細(xì)敘述了設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹了硬件的選擇依據(jù)和工作原理，以及軟件程序的設(shè)計(jì)思想和編制方法。關(guān)鍵詞：斷路器，脫扣器，智能脫扣器TheLow-voltageBreakerResearchontheIntelligentreleaseABSTRACT：Thelow-voltagebreakerisakindofswitchelectricalappliance.Itcanget-onandcutthedistributioncircuitandprotectallkindsoffaults.Itcanbewidelyusedinthelow-voltagedistributionsystem.Thereleaserexecutesthefunctionofbreaker.Thetraditionalreleasersalwaysareelectromagneticanditisnoteasytocontroltheirtrait.Thetaskusesthemicroelectronicstechnologyandsingle-chiptechnologyandutilizesmicroprocessortodevelopthemini-intelligencereleaser.Itcannotonlyfulfillthefunctionofreleasing,i.e.fulfilltheprotectingfunctionwhichispre-designed,butalsoselecttheparametersofmotion,i.e.itcanrealizeprotectinginthemulti-situations.Byusingthesystem,thetargetofremotecontrollingisrealized.Allofthemstrengthenthereleaser'sfunctionsandmakeitaccordwithrequirementsofdistributionsystem.Thebasicprinciplesofthedesignareaccounteddetail，theselectivebasesandtheoperationalprincipleofthehardwareareintroducedchieflyandthedesignreasonsandprogrammeansofthesoftwarearerecommendinthisthesis.KEYWORDS:breaker,releaser，intelligentrelease第1章緒論引言低壓斷路器是低壓配電系統(tǒng)中的主要元件，其保護(hù)功能的觸發(fā)是由脫扣器實(shí)現(xiàn)的。早期脫扣器的過(guò)載保護(hù)功能是利用了雙金屬片在通過(guò)人電流時(shí)受熱產(chǎn)生變形，從而使機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于不同金屬片的受熱形變系數(shù)不同、所以可以近似模擬多種時(shí)間/電流特性曲線。其缺點(diǎn)是體積較人，過(guò)流保護(hù)特性不夠理想。70年代開始出現(xiàn)了電子式脫扣器，90年代逐步推出了智能型脫扣器。智能型脫扣器由于采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、控制理論、傳感技術(shù)和通信技術(shù)等，使其功能更趨完善。除實(shí)現(xiàn)了各種保護(hù)功能外，還有監(jiān)察顯示功能、故障記錄功能、通信等各種輔助功能，現(xiàn)已在低壓配電系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。脫扣器概述低壓斷路器主要用來(lái)對(duì)發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器和電纜等設(shè)備進(jìn)行過(guò)載，短路和接地故障保護(hù)。脫扣器是斷路器的中樞部件，它承擔(dān)著斷路器的各種保護(hù)、報(bào)警、顯示與控制功能。早期的脫扣器為電磁式的.其工作原理是利用雙金屬片在流過(guò)電流時(shí)發(fā)熱變形而使脫扣器動(dòng)作，這類脫扣器制造調(diào)整困難，精度低和可靠性差。60年代，美國(guó)開始研制電子脫扣器，并應(yīng)用于低壓斷路器。電子脫扣器具有保護(hù)功能多、延時(shí)精度高、選擇性好、整定范圍大和返回系數(shù)高等特點(diǎn)。此外還可以增加接地保護(hù)，過(guò)載保護(hù)功能，使低壓電器的保護(hù)特性更完善，性能得到了提高。此后國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相繼開發(fā)出多種電子脫扣器，從分立元件、集成電路發(fā)展到利用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能脫扣器。80年代開始，法國(guó)MG公司研制成功ST-608型智能脫扣器，ABB公司也開發(fā)出PR1型智能脫扣器，日本、美國(guó)、德國(guó)也都開始將智能型脫扣器應(yīng)用于低壓斷路器中。我國(guó)的智能脫扣器研究起步較晚，但在科技人員的不懈努力下已取得很大成績(jī)，開發(fā)出了多種產(chǎn)品并形成了系列化，在功能上也已達(dá)到了一定水平。傳統(tǒng)的斷路器保護(hù)功能是通過(guò)脫扣器中機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其效果也不夠理想。為了防止用電設(shè)備故障以及在供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常時(shí)損壞用電設(shè)備，在傳統(tǒng)斷路器的基礎(chǔ)上逐步開發(fā)出更可靠和更具保護(hù)性能的斷路器。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，集成電路的出現(xiàn)，大大縮小了普通電子電路的體積，因而出現(xiàn)了以專用集成電路為基礎(chǔ)的多功能脫扣器，從而促進(jìn)了多功能斷路器的發(fā)展。同時(shí)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也為低壓電器的智能化提供了條件。智能脫扣器是智能斷路器的核心部件，它不僅能夠提供普通斷路器的各種保護(hù)功能，還能實(shí)時(shí)顯示電路中的各種參數(shù)(電流、電壓、功率、功率因數(shù)等)，以及和PC機(jī)進(jìn)行通信等功能。由于用電設(shè)備數(shù)量的迅猛增加，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠性、電能的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)提出了更高的要求。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運(yùn)行情況復(fù)雜，覆蓋地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，故障中最常見危害最大的就是各種形式的短路和過(guò)載，其危害是:(1)故障點(diǎn)通過(guò)很大的短路電流和所燃起的電弧，將故障設(shè)備損壞；(2)電源到短路點(diǎn)間流過(guò)短路電流，它們引起發(fā)熱和電動(dòng)力將會(huì)造成在該路徑中有關(guān)的非故障元件損壞；(3)靠近故障點(diǎn)的部分網(wǎng)絡(luò)供電電壓大幅度的下降，使用戶的正常工作遭到破壞甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量；(4)造成較人范圍的停電，破壞電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至使該系統(tǒng)瓦解和崩潰。所謂不正常狀態(tài)是指系統(tǒng)的正常工作受到干擾，使運(yùn)行參數(shù)偏離正常值，如一些設(shè)備過(guò)負(fù)荷、系統(tǒng)頻率或某些地區(qū)電壓異常、系統(tǒng)震蕩等。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)若不及時(shí)處理或處理不當(dāng)時(shí)，就可能在電力系統(tǒng)中引起事故。事故是指人員傷亡和設(shè)備損壞、對(duì)用戶停電或少送電、電能質(zhì)量降低到不能允許的程度。斷路器就是在當(dāng)電網(wǎng)不正常情況時(shí)，如過(guò)載、過(guò)壓、欠壓和短路等，能自動(dòng)的把負(fù)載從電網(wǎng)上斷開，從而避免危及操作人員安全和設(shè)備的正常運(yùn)行，防止人身事故和火災(zāi)事故。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)智能型脫扣器的基本功能是:(1)當(dāng)出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，能依據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備的承受能力延時(shí)跳閘。(2)當(dāng)出現(xiàn)短路情況時(shí)，能瞬時(shí)跳閘或短延時(shí)跳閘。智能脫扣器的多種保護(hù)功能中，最基本的就是過(guò)流保護(hù)，其它保護(hù)功能都是在過(guò)流保護(hù)的基礎(chǔ)上派生的，它們的基本原理大體相同。隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)脫扣器提出了更高的要求，可通信化，高性能、高可靠性、小型化、模塊化、組合化、電子化和智能化已成為了脫扣器發(fā)展的方向。目前，國(guó)外已開發(fā)出了系列化智能脫扣器。這些智能化脫扣器的性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的脫扣器產(chǎn)品。我國(guó)在這一研究領(lǐng)域還有很多工作需要我們?nèi)プ鳌?l)一直以來(lái)，傳統(tǒng)的裝有電磁式脫扣器的斷路器在電力系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用，但由于其檢測(cè)和執(zhí)行裝置均為機(jī)械結(jié)構(gòu)，故存在著性能指標(biāo)低、耗材、耗能、保護(hù)特性單一、規(guī)格及品種少、反時(shí)限擬合效果差等問(wèn)題。(2)利用微電子技術(shù)發(fā)展起來(lái)的以模擬電路和數(shù)字電路為基礎(chǔ)的電子式脫扣器彌補(bǔ)了這些不足。但由于供電系統(tǒng)中大量使用軟起動(dòng)器、變頻器、電力電子調(diào)速裝置、不間斷電源等裝置，使電網(wǎng)和配電系統(tǒng)中出現(xiàn)了大杖的高次諧波，而模擬式電子脫扣器一般只反映故障電流的峰值，造成斷路器在高次諧波的影響下發(fā)生誤動(dòng)作。(3)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)、通訊技術(shù)的進(jìn)步及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，配電自動(dòng)化系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，對(duì)電器產(chǎn)品提出了可通信要求，以實(shí)現(xiàn)各種電器元件與計(jì)算機(jī)之間的雙向通信聯(lián)系?？赏ㄐ偶撼蔀榻窈笠欢螘r(shí)間脫扣器的發(fā)展方向。1.3課題研究目的及意義90年代隨著微處理器的蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了帶微處理器的智能型脫扣器，標(biāo)志著進(jìn)入了智能化階段。而今在信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展下，并借鑒國(guó)外低壓電器領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，利用近年來(lái)出現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，使智能脫扣器與中央控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙向通信成為可能，可見具有此類功能的產(chǎn)品前景十分廣闊。因此，對(duì)其的研究非常符合目前低壓電器的發(fā)展趨勢(shì)，尤其我國(guó)開發(fā)智能化電器正處于起步階段，從我國(guó)配電系統(tǒng)發(fā)展的實(shí)際需要看，隨著石油、化工、冶金及高層建筑等行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，此類智能化電器必將在我國(guó)存在著巨大的潛在市場(chǎng)。此外，將智能化脫扣器做成獨(dú)立于某一型號(hào)斷路器的通用型產(chǎn)品也成為了一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。因此，開發(fā)和研制新一代的智能脫扣器具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.4課題內(nèi)容概述本課題以脫扣器為研究對(duì)象，利用微電子技術(shù)及單片機(jī)技術(shù)，采用微處理器，設(shè)計(jì)出的小型智能脫扣器，不僅能獨(dú)立完成過(guò)流和短路保護(hù)功能，還能對(duì)脫扣器的動(dòng)作時(shí)間參數(shù)(電流和時(shí)間值)進(jìn)行選擇。綜合日前國(guó)內(nèi)低壓電器的發(fā)展現(xiàn)狀，并在國(guó)外新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，硬件部分采用Microchip公司的PIC16C73單片機(jī)作為核心部件控制脫扣器的工作，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，研究主要內(nèi)容包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。1.4.1硬件電路設(shè)計(jì)(1)檢測(cè)單元:其功能是將線路的電信號(hào)(電壓、電流)線性的轉(zhuǎn)換成模擬電路能處理的低電壓信號(hào)，其轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性和精度直接影響脫扣器的性能。(2)真有效值轉(zhuǎn)換單元:其功能是將在一個(gè)采樣周期內(nèi)采集到的交流低電壓信號(hào)真有效值轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，以供單片機(jī)處理。(3)中央處理單元:通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊，將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的8位二進(jìn)制數(shù)，與基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)的8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比較。若出現(xiàn)過(guò)流情況，則找到對(duì)應(yīng)的過(guò)流倍數(shù)并要考慮到熱積累效應(yīng)，進(jìn)行折算，如此時(shí)仍過(guò)流，則脫扣器動(dòng)作。(4)短路電流處理單元:本系統(tǒng)充分考慮到短路電流發(fā)生時(shí)，數(shù)字電路在反應(yīng)時(shí)間上的滯后性，為此專門設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模擬電路。1.4.2軟件設(shè)計(jì)軟件部分設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是用匯編語(yǔ)言編寫程序以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。它主要包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)。軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是分清任務(wù)的執(zhí)行順序，明確任務(wù)執(zhí)行條件和分支，重復(fù)執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)直到定義的條件滿足為止。軟件程序設(shè)計(jì)的目的則是將各任務(wù)進(jìn)一步細(xì)化，直到分解為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)句。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件主要由初始化程序、數(shù)據(jù)采集程序、計(jì)算程序、查表程序、主程序等部分組成。第二章智能脫扣器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本課題的主要目的和任務(wù)是:在了解智能脫扣器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)期要實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。智能脫扣器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是智能脫扣器的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)和工作原理上有進(jìn)一步的了解。2.1智能脫扣器的設(shè)計(jì)原理低壓斷路器在供配電系統(tǒng)中的主要作用是對(duì)線路中的過(guò)載、短路、接地等故障進(jìn)行保護(hù)，它通過(guò)檢測(cè)單元獲取主線路中的電流、電壓信號(hào)，經(jīng)脫扣器的邏輯控制單元分析判斷后發(fā)出信號(hào)控制斷路器的動(dòng)作。斷路器的動(dòng)作與否和斷路器的動(dòng)作時(shí)間取決于脫扣器的控制線號(hào)。智能脫扣器的設(shè)計(jì)也是基于這個(gè)原理，但邏輯控制單元由高性能的單片機(jī)及其外圍電子電路組成、檢測(cè)單元由空心互感器和信號(hào)處理電路組成。其原理框圖如下：圖2.1智能脫扣器原理框圖2.2智能脫扣器的工作原理空心電流互感器檢測(cè)供電線路中的電流并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字電路和單片機(jī)可處理的電平信號(hào)，經(jīng)隔離后進(jìn)入采樣和保持電路，經(jīng)濾波、放大等處理后送入微處理器，微處理器內(nèi)帶A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，供CPU進(jìn)行邏輯運(yùn)算與處理；各種故障保護(hù)的動(dòng)作電流和時(shí)間的整定值通過(guò)鍵盤設(shè)定并存于EEPROM中；CPU將檢測(cè)到的電流信號(hào)與整定值比較，判斷是否脫口。若脫口，則確定動(dòng)作時(shí)并發(fā)控制信號(hào)和警報(bào)信號(hào)，顯示故障電流和故障類型，否則，脫扣器刷新顯示，并進(jìn)行自我診斷和檢測(cè)。第3章智能脫扣器的硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是綜合考慮系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的各種功能和各部分硬件之間的關(guān)系，來(lái)選擇所需芯片，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)電路原理圖以及印制電路板。3.1硬件總體設(shè)計(jì)及工作原理本設(shè)計(jì)研究的智能脫扣器采用單片機(jī)作為主控單元，使其控制其它外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。硬件設(shè)計(jì)的總體思路是:智能脫扣器通過(guò)互感器將主電路的電壓、電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電路可以處理的電平信號(hào):經(jīng)過(guò)真有效值轉(zhuǎn)直流單元，將交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可處理的直流電壓信號(hào);中央處理單元?jiǎng)t對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算和處理，運(yùn)算結(jié)果和整定值比較后輸出符合預(yù)設(shè)保護(hù)特性的電平信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)放大后可直接驅(qū)動(dòng)脫扣器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。此外，還應(yīng)設(shè)計(jì)模擬電路以使電路出現(xiàn)短路電流時(shí)，脫扣器能瞬時(shí)動(dòng)作。硬件電路主要包括以下幾個(gè)部分，如圖3.1所示:圖3.1硬件設(shè)計(jì)原理圖智能脫扣器的原理框圖如圖3-1。主要由檢測(cè)單元、信號(hào)處理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處模塊組成。檢測(cè)單元由空心電流互感器和信號(hào)處理電路組成，邏輯控制單元由高性能的單片機(jī)及其外圍電子電路組成。在工作時(shí)，智能化脫扣器通過(guò)空心電流互感器將主線路的電壓、電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電路可處理的電平信號(hào)，信號(hào)處理單元?jiǎng)t對(duì)這些信號(hào)濾波和采樣；采樣信號(hào)經(jīng)多路開關(guān)送人模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(A／D)轉(zhuǎn)換成數(shù)寧信號(hào)；CPU根據(jù)這些信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理，運(yùn)算結(jié)果與整定值比較后輸出符合預(yù)設(shè)保護(hù)特性的邏輯電平信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)放大后可直接驅(qū)動(dòng)斷路器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)使斷路器動(dòng)作。各種故障保護(hù)的動(dòng)作電流和時(shí)間整定值通過(guò)鍵盤設(shè)定．預(yù)先存儲(chǔ)在EEPROM中，并可以在應(yīng)用中隨時(shí)進(jìn)行修改。3.2信號(hào)采集與處理脫扣器所需的信號(hào)由套在母線上的空芯互感器提供。采樣信號(hào)的準(zhǔn)確度直接影響脫扣器的保護(hù)和顯示精度。傳統(tǒng)鐵芯互感器線性度小，當(dāng)出現(xiàn)大電流時(shí)，其二次輸出與一次電流不成線性關(guān)系，造成欠保護(hù)及顯示與實(shí)際電流值不符。本設(shè)計(jì)采用空芯互感器，具有寬范圍的線性度，可保證脫扣器實(shí)時(shí)處理、顯示線路中的各種情況。信號(hào)處理電路首先對(duì)互感器采集的多路信號(hào)分別進(jìn)行積分處理，使之與母線IU流成正比，經(jīng)過(guò)跟隨隔離、隔直濾波處理后送入多路模擬開關(guān)，CPU通過(guò)控制模。3.3空心電流互感器的計(jì)算迄今為止，鐵心電磁式電流互感器一直是電力系統(tǒng)主要的電流檢測(cè)工具，在繼電保護(hù)應(yīng)用中占主導(dǎo)地位，但是它本身有著難以克服的缺點(diǎn)。首先，這類互感器的體積、重量隨著電流等級(jí)的升高而增加，價(jià)格上升也很快。其次，高壓輸電線路中使用的鐵心式互感器中必須充油，防爆困難，安全系數(shù)下降。第三，在傳統(tǒng)的電器設(shè)備二次測(cè)量和保護(hù)電路中，采用了各種電磁式或電動(dòng)式儀表及電磁式繼電器，它們的線圈都需要從互感器中汲取能量，所以鐵心電磁式互感器都必須有相應(yīng)的負(fù)載能力。但對(duì)智能電器而言，其二次電路已全部由智能監(jiān)控單元取代，監(jiān)控單元本身所需的功率比傳統(tǒng)設(shè)備大大降低，不再需要互感器輸出較高的功率。此外，互感器鐵心的磁化曲線（B-H曲線）線性范圍有限，在智能電器應(yīng)用環(huán)境下，被監(jiān)控的電流變化范圍往往很大，當(dāng)原邊電流很大時(shí)，鐵心會(huì)飽和，這將使副邊電流波形發(fā)生畸變，影響測(cè)量和保護(hù)精度。在有些場(chǎng)合下，如低壓框架式斷路器中，流過(guò)主觸點(diǎn)的電流變化范圍可以從幾安培到短路時(shí)的幾千安培，要在這樣大的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量檢測(cè)，用傳統(tǒng)的鐵心電磁式電流互感器根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，必須采用新的電流互感器（Rogowski線圈）。Rogowski線圈組成的空心電流互感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸入電流變化范圍寬、線性度好、性能價(jià)格比好等特點(diǎn)，是目前在智能電器中應(yīng)用比較多的一種電流傳感器。Rogowski線圈其本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組，載流（負(fù)荷電流）導(dǎo)線由L1至L2穿過(guò)硅鋼片搟卷成的圓形（或其他形狀）鐵芯起一次繞組的作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵芯上，與儀表、繼電器、變電器等電流線圈的二次負(fù)載串聯(lián)形成閉合電路，如下圖所示:由于穿心式電流互感器不設(shè)一次繞組，其變比根據(jù)一次繞組穿過(guò)互感器鐵芯中的匝數(shù)確定，穿心匝數(shù)越多變比越小；反之，穿心匝數(shù)越少變比越大，額定電流比：Rogowski線圈基于電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電流的測(cè)量，其工作原理如下圖所示：圖3.2Rogowski線圈原理圖設(shè)線圈的匝數(shù)為N，繞制在橫截面積為A的非磁性材料骨架FR上，磁通密度為B(t)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，線圈兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（3-1）因此，在繞組兩端接上合適的電阻R0就可以測(cè)量電流。由于繞組本身與主電流回路完全通過(guò)磁場(chǎng)耦合，沒有直接的電聯(lián)系，所以與主回路間有良好的電氣隔離。上式中，B(t)由被測(cè)電流i(t)產(chǎn)生。若設(shè)線圈的平均半徑為r，則有（3-2）式中，，為真空磁導(dǎo)率。合并式（3-1）與式（3-2）可得（3-3）圖3-3給出了圖3-1所示測(cè)量回路的等效電路。在線圈骨架的橫截面均勻時(shí)，由等效電路可得（3-4（3-4）式中，為流過(guò)線圈的電流，。由于Rogowski線圈的饒線框架為非磁性材料，自感量L很少。L-線圈電感RL-線圈電阻圖3.4加入RC等效電路后的等效電路圖Ro-取樣電阻圖3.3測(cè)量回路等效電路圖當(dāng)或時(shí)，可得從而有(3-5)一般地，采樣電阻都遠(yuǎn)大于繞線的電阻，可以認(rèn)為。令，由式（3-5）可得從采樣電阻上輸出的電壓為(3-5)(3-6)(3-6)可見，輸出電壓正比于被測(cè)交流電流的有效值。由式（3-6）還可以看出，在工頻正弦交流電路中采用Rogowski線圈檢測(cè)電流，取樣電阻上的電壓與被測(cè)電流i之間會(huì)存在的相位差。若直接用作為被測(cè)電流信號(hào)，智能監(jiān)控單元中的CPU將無(wú)法根據(jù)測(cè)得的電網(wǎng)電壓和電流正確計(jì)算其他點(diǎn)參量。為此，在實(shí)際使用中，通常需在Rogowski線圈回路中加入積分環(huán)節(jié)，是與的相位達(dá)到一致。積分環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)有多種方法，常用的有兩個(gè)：一是通過(guò)RC積分電路實(shí)現(xiàn)，另一個(gè)是通過(guò)電壓頻率變換實(shí)現(xiàn)，本次設(shè)計(jì)采用前者。采用RC積分電路，整個(gè)采樣繞組回路由繞組回路、測(cè)量回路和積分回路三部分組成，等效電路如2-4所示。式（3-6）改寫為復(fù)數(shù)形式為（3-7）由圖3-3可知，RC積分電路中，電容C上的電壓為（3-8）將式（3-7）代入式（3-8）即得（3-9）適當(dāng)選擇R和C的值，使，上式可近似等效為(3-10)式（3-10）表明，經(jīng)過(guò)RC積分環(huán)節(jié)后，測(cè)量回路輸出電壓（t）與被測(cè)電流在相位上基本一致，且具有較好的線性關(guān)系。圖3-5給出了某型號(hào)空心電流互感器的輸入輸出特性曲線，由圖可以看出，其線性區(qū)很長(zhǎng)，因此空心互感器具有很寬的線性測(cè)量范圍。圖3.5空心電流互感器在大電流時(shí)的輸入輸出特性3.4單片機(jī)的選用Microchip技術(shù)公司具有先進(jìn)的類-RISC(ReducedInstructionSetComputer)結(jié)構(gòu)的PIC系列微控制器的簡(jiǎn)潔性，為8位微計(jì)算機(jī)市場(chǎng)設(shè)立了一種事實(shí)上的新的性能標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到獨(dú)一無(wú)二的高速性能，PIC微控制器采用了小型機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。先進(jìn)的類--RISC結(jié)構(gòu)體現(xiàn)在每一條高效率和強(qiáng)大的指令上。其三個(gè)系列微控制器的指令都是單字的寬字位指令:低檔、中檔和高檔系列的指令位數(shù)分別為12,14和16位，且分別只有33,35和58條指令，它們向上兼容:而CISC(ComplexInstructionSetComputer)結(jié)構(gòu)的微處理器通常有50到110條多字節(jié)多周期的指令。單寬字指令提高了軟件編碼的效率和減少了所需的程序存儲(chǔ)器單元，使系統(tǒng)具有最高處理效率和突出性能。在相同情況卜，PIC微控制器所需要的編碼比一般微控制器要少一半，其指令的高效率又可使編碼開發(fā)時(shí)間節(jié)約30%。令流水線結(jié)構(gòu)可以在一個(gè)周期內(nèi)同時(shí)完成一條指令的執(zhí)行和下一條指令的取指。最大限度的提高了每一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期的效率。高速的指令執(zhí)行時(shí)間，在20MHz時(shí)鐘情況下達(dá)到200ns，在25MHz時(shí)可快達(dá)160ns。在單周期內(nèi)可以對(duì)I/O口的任一位直接進(jìn)行位操作。美國(guó)Microchip技術(shù)公司經(jīng)過(guò)十多年的努力在嵌入式控制技術(shù)領(lǐng)域己經(jīng)成為先進(jìn)技術(shù)的先鋒，推出的Plcs位微控制器系列是業(yè)內(nèi)率先采用精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(Rlsc)結(jié)構(gòu)的高性能價(jià)格比的嵌入式控制器。其指令系統(tǒng)除了程序分支指令是單字雙周期指令外，其它指令都是單周期、單字節(jié)指令。在這些指令中，由于沒有功能相交叉的指令，使所有的指令具有簡(jiǎn)潔性。其高速度、低工作電壓、低功耗、較大的輸入輸出直接驅(qū)動(dòng)能力、一次性編程芯片的低價(jià)位、小體積等。都體現(xiàn)了微控制器工業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)在綜合考慮設(shè)計(jì)要求、所要實(shí)現(xiàn)的功能以及性能價(jià)格比的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)各種微處理器的比較，決定選用Microchip公司的PICI6C73芯片作為本設(shè)計(jì)的微處理器。PIC16C73芯片不僅能夠?qū)崿F(xiàn)所需的全部功能，而且工作速度快、價(jià)格比較便宜(只有三十元人民幣左右)，這使得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本大幅度降低，有利于增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)竟?fàn)幜?。其主要硬件資源包括:(1)4096xl4位EPR服程序存儲(chǔ)器(2)192字Y通用RAM(3)22根雙向I/0線(4)3個(gè)8位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(5)n個(gè)內(nèi)部和外部中斷源(6)有5個(gè)通道8位A/D轉(zhuǎn)換器(7)T2C和3線SPI兼容的同步串行接口SSP(8)串行通信接口SCI提供異步串行通信接受器和發(fā)送器USART功能(9)時(shí)鐘頻率可從直流到20MHz由于PICI6C73自帶有5個(gè)通道的8位A/D轉(zhuǎn)換器，所以省去了A/D轉(zhuǎn)換器件，同時(shí)通過(guò)軟件編程可以選擇采樣通道，這就省去了多路開關(guān)等器件。因此使外圍電路大大簡(jiǎn)化，有效的減小了電路板的面積。PIC16C73還帶有一個(gè)串行通信接口SCI，這個(gè)SCI可被設(shè)置成可以與諸如CRT終端和PC機(jī)等外圍設(shè)備進(jìn)行通信的全雙工異步系統(tǒng)。因此，利用SCI可以方便的實(shí)現(xiàn)智能脫扣器與PC機(jī)之間的通信。此外，PIC16C73還具有監(jiān)視定時(shí)器(看門狗)、上電牌電復(fù)位、程序代碼加密保護(hù)等功能。微處理器PICl6C73的引腳排列如圖2-6所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能表分別如2-7所示。本設(shè)計(jì)所用到的引腳及其功能如下：引腳9，10是振蕩器晶體輸入/輸出引腳；引腳1是芯片復(fù)位編程電壓輸入引腳；引腳2、3、4是A心通道模擬輸入，可分別連結(jié)三相線路中的一相；引腳5是A/D通道模擬輸入/基準(zhǔn)電壓V比f(wàn)輸入，通圖3-6PIC16C73（雙列直插式）引腳排列圖過(guò)改變其輸入電壓的大小，可調(diào)整動(dòng)作電流的基準(zhǔn)值，從而改變動(dòng)作時(shí)間;引腳17，18是異步發(fā)送/SCI同步時(shí)鐘線和異步接線SCI同步數(shù)據(jù)線;引腳8，19接地:引腳1、20接電源正極。圖3.7PIC16C73的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.4各分電路及相關(guān)計(jì)算3.4.1真有效值轉(zhuǎn)換電路(1)AD536A簡(jiǎn)介AD536A是美國(guó)AD公司推出的執(zhí)行從真有效值到直流值轉(zhuǎn)換的單塊集成電路，它的性能與混合電路和模塊化電路相類似，甚至超過(guò)了他們。ADS36A可直接計(jì)算輸入的任何復(fù)雜波形(包括交、直流成分)的真有效值，它的峰值因數(shù)補(bǔ)償電路使在峰值因數(shù)達(dá)到7時(shí)只有1%的測(cè)量誤差。AD536A寬擴(kuò)的帶寬擴(kuò)展了其測(cè)量性能，使它可以測(cè)量電壓值在100mv以上頻率為300KHz并帶有3dB誤差的信號(hào)電平。AD536A有效值轉(zhuǎn)換器的非預(yù)先可用狀態(tài)的重要特性是有一個(gè)輔助的dB輸出功能。有效值輸出信號(hào)的對(duì)數(shù)值被發(fā)送到一個(gè)單獨(dú)的引腳上，使其可以在60dB的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行dB轉(zhuǎn)換。利用外部提供的參考電流，用戶能方便的設(shè)置0dB電平，使其可以對(duì)應(yīng)從到2V之間的任何有效值。AD536A的輸入輸出補(bǔ)償晶片的電平、正負(fù)極波形的對(duì)稱性以及在7V時(shí)的有效值滿量程精度都經(jīng)過(guò)激光微調(diào)，所以不加外部微調(diào)電路也能保證其單位比例精度。AD536A的輸入輸出都進(jìn)行了完善的保護(hù)，其輸入電壓能大大高于電源電壓，而其輸出電路則有短路保護(hù)功能。AD536A由輸入連接引起的電源電壓損耗不會(huì)影響測(cè)量精度。(2)AD536A的工作原理AD536A嵌入了有效值隱含解方程式電路，從而克服了動(dòng)態(tài)范圍小以及其它直接計(jì)算有效值時(shí)固有的限制。AD536A的實(shí)際執(zhí)行原理如下所示:由均方根定義有：經(jīng)變換得：(3)AD536A的標(biāo)準(zhǔn)連接AD536A的連接非常簡(jiǎn)單，所需的唯一外部元件是用來(lái)建立平均時(shí)間常數(shù)的電容(如圖所示)。在這種配置中，AD536A將測(cè)量輸入的交、直流電壓的有效值，由于濾波電容的作用，在低頻輸入時(shí)將出現(xiàn)誤差。例如在使用4uF電容時(shí)，如輸入信號(hào)頻率為10Hz，則其輸出的有效值附加平均誤差為0.1%。為此有必要測(cè)定AD536A應(yīng)用在本設(shè)計(jì)時(shí)的轉(zhuǎn)換精度。(4)AD536A的轉(zhuǎn)換精度測(cè)定由AD536A技術(shù)資料手冊(cè)知，當(dāng)AD536A采用供電時(shí)，其所允許輸入的交流信號(hào)的典型有效值為0-2V。由于采用士5V供電，所以輸入交流信號(hào)的最大有效值為2V。測(cè)量AD536A轉(zhuǎn)換精度時(shí)，接入電容，所用電表為DT9973型多功能高精度萬(wàn)用表，其轉(zhuǎn)換精度等級(jí)為。實(shí)驗(yàn)中采用同一塊萬(wàn)用表分別測(cè)量交流輸入端和有效值輸出端，實(shí)驗(yàn)電路如圖2-8所示:圖3.8AD536A轉(zhuǎn)換精度試驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3-1所示。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出:采用士5V供電時(shí)，隨著交流輸入電壓有效值的增加，與其相對(duì)應(yīng)的輸出有效值的誤差逐漸增加，但相對(duì)誤差卻逐漸降低，均小于5%。所以AD536A的轉(zhuǎn)換精度完全可滿足設(shè)計(jì)要求。表3-1AD536A實(shí)驗(yàn)結(jié)果組號(hào)12345678單位輸入交流有效值V輸出直流有效值V(5)AD536A與PIC16C73的接口電路在大多數(shù)有效值的精確測(cè)量中，AD536A只要外接一個(gè)濾波電容就可工作(如圖3.5所示)。在這種連接中，由于濾波電容的作用，可獲得高精度的直流輸出。B、C相電路的接法與A相完全相同，為簡(jiǎn)單起見，圖中未畫出。AD536A與PIC16C73的接口電路如圖3-9所示:圖3-9AD536A與PIC16C73的接口電路圖中D1、D2組成雙向穩(wěn)壓電路，用來(lái)保護(hù)AD536A，以免其因輸入電壓過(guò)大而損壞。3.4.2過(guò)載保護(hù)過(guò)載保護(hù)裝置一般可分為測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，如圖3.10所示。圖3-10過(guò)載保護(hù)原理框圖測(cè)量部分時(shí)刻監(jiān)視著被保護(hù)線路的運(yùn)行狀態(tài)，不斷的采集電流信號(hào)并加以處理送入邏輯部分，邏輯部分不斷的把輸入信號(hào)和整定值比較，以便判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該動(dòng)作，它的輸出信號(hào)經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部分的動(dòng)作元件。目前電網(wǎng)中使用大量的功率補(bǔ)償器、軟起動(dòng)器、電力電子調(diào)速裝置和不間斷電源等，這些裝置都會(huì)使配電系統(tǒng)產(chǎn)生高次諧波，而熱雙金屬脫扣器和模擬式脫扣器都不能反映故障電流的真實(shí)有效值，造成斷路器的誤動(dòng)作?，F(xiàn)以反映峰值的脫扣值來(lái)分析其誤動(dòng)作的原因，圖3-11（a）為一帶10%的5次諧波的畸變電流，其峰值電流為110A，真實(shí)有效值電流為A，而以正弦有效值標(biāo)定的脫扣器，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流值為，若反映峰值的脫扣器整定在72A，則會(huì)產(chǎn)生“過(guò)保護(hù)”的現(xiàn)象。相反，圖3.11畸變的電流波形如圖3-11（b）的畸變電流帶20%的3次諧波，峰值電流為85A，以正弦有效值標(biāo)定的脫扣器，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流值為A，而真實(shí)有效值為A，相差近15%，若此時(shí)反映峰值的脫扣器整定在65A，則會(huì)出現(xiàn)“欠保護(hù)”的現(xiàn)象。智能脫扣器為了對(duì)過(guò)載故障電流真實(shí)反映其真實(shí)值，必須計(jì)算電流的有效值。電流有效值當(dāng)時(shí)，但單由于高次諧波的存在，已不能正確反映，所以，必須采用數(shù)值積分的方法計(jì)算。數(shù)值積分的基本思想就是將積分區(qū)間[0，T]細(xì)分為若干個(gè)小區(qū)間，在每一個(gè)小區(qū)間上用插值多項(xiàng)式代替被積函數(shù)，并對(duì)插值多項(xiàng)式進(jìn)行求積，其結(jié)果就是所求積分的近似值。令設(shè)插值節(jié)點(diǎn)為：則拉格朗日插值多項(xiàng)式為：(3-11)其中：由于所以其中：為求積公式余項(xiàng)，為插值型積分公式（3-12）要使式（3-11）具有n次代數(shù)精確度，就要求求積公式（3-11）對(duì)于都成立，即要求式（3-13）成立。這是含有求積節(jié)點(diǎn)和求積系數(shù)的方程組，為確定值，需要解此方程組，這里選定求積節(jié)點(diǎn)，則方程組（3-13）是關(guān)于的線性方程組，方程組的系數(shù)行列式是由求積節(jié)點(diǎn)組成的范得蒙行列式，因此方程組有唯一的一組解使求積公式（3-14）具有n次代數(shù)精確度。（3-13）…解此方程組得：由此可得（3-14）式中：若上式中取，采樣周期T為20ms,采樣頻率相當(dāng)于1000Hz,一般智能化脫扣器采樣頻率取1000-1620Hz，此時(shí)計(jì)算誤差在5%左右。3.4.3短路保護(hù)在大型電力系統(tǒng)中，為了限制單相接地短路電流，一般均采用人為的方法將系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)電抗器或消弧線圈接地，使單相接地電流不至超過(guò)最大可能的三相短路電流。因此在計(jì)算短路電流時(shí)，均按三相短路來(lái)進(jìn)行。實(shí)際計(jì)算中，對(duì)于系統(tǒng)中電壓的微變可不予考慮，認(rèn)為系統(tǒng)電壓保持不變，即，對(duì)于這樣的系統(tǒng)稱為無(wú)窮大系統(tǒng)。設(shè)有如圖3-12所示無(wú)窮大系統(tǒng)，三相短路前后均為對(duì)稱電路，故可只討論圖3.12系統(tǒng)短路等效電路圖一相，其端電壓為振幅恒定的正弦波。在正常運(yùn)行時(shí)電路中通過(guò)負(fù)載電流，若突然在d點(diǎn)發(fā)生短路，此時(shí)電路被短路點(diǎn)分成兩個(gè)獨(dú)立回路，右邊電路中的電流由原來(lái)的值逐漸衰減，直到電感中的儲(chǔ)存能量在電阻中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟谋M為止。左邊電路由于存在電源提供能量，短路瞬間出現(xiàn)過(guò)度過(guò)程。由于電路中存在電感，所以電流不會(huì)發(fā)生突變。各相中的電流與相電壓滿足下列微分方程式（3-15）（3-16）解微分方程可得：（3-17）積分常數(shù)c可由t=0時(shí)初始條件求得：短路后的短路全電流為（3-18）由短路電流表達(dá)式可知，當(dāng)合閘相角此時(shí)的短路電流為最大值，即（3-19）合閘瞬間，t=0，短路電流的波形圖如上圖所示。由圖3-13可知，短路電流的最大值出現(xiàn)在短路后的半個(gè)周期，即t=10ms時(shí)，要使電力系統(tǒng)損失最小，脫扣器就必須在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到短路電流并發(fā)出脫扣信號(hào)分?jǐn)嗑€路。短路保護(hù)分為兩段：短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)。在短延時(shí)保護(hù)中，對(duì)采集到的電流信號(hào)進(jìn)行有效值處理，每一個(gè)采樣周期采集20個(gè)點(diǎn)，用數(shù)值積分的方法計(jì)算有效值，CPU將其與整定值比較，并作出邏輯判斷。為了保證在出現(xiàn)短路情況時(shí)，脫扣器能瞬時(shí)動(dòng)作，特別采用四運(yùn)算放大器LM324來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，其連接圖如圖3.14所示。圖3.13短路電流波形圖本設(shè)計(jì)采用LM324四運(yùn)算放人器用于整定值比較電路。如圖2-14所示，LM324是由四個(gè)完全相同的運(yùn)算放人器組成，其中運(yùn)算放人器的同向輸入端分別接三相交流電流信號(hào)經(jīng)AD536A轉(zhuǎn)換后得到的直流電壓信號(hào);它們的反向輸入端并聯(lián)后接短路電流信號(hào)整定值，由于基準(zhǔn)電壓設(shè)為，且按過(guò)流時(shí)最人峰值圖3.14短路保護(hù)電路原理圖電流值為止常電流值的9倍設(shè)計(jì)，所以該整定值設(shè)為1.8V.運(yùn)算放大器4的正向輸入端接單片機(jī)VO口RB6，當(dāng)線路上出現(xiàn)過(guò)流情況，在過(guò)流倍數(shù)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間到后，單片機(jī)RB6腳被置成高電平，單片機(jī)1/O口的高電平大于5V;運(yùn)算放大器4反向輸入端所接的整定值為2V；4個(gè)運(yùn)算放人器的輸出端分別串聯(lián)二極管后再經(jīng)并聯(lián)后接繼電器，只要有一個(gè)運(yùn)算放大器輸出高電平時(shí)，通過(guò)繼電器就會(huì)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。由于運(yùn)算放大器有抑制共模信號(hào)，放大差模信號(hào)的功能，因此只要同向輸入端電壓和反向輸入端電壓有極微小的差異，運(yùn)算放大器就會(huì)立即翻轉(zhuǎn)，這對(duì)于提高整定值的精度無(wú)疑是大有好處的。3.4.5模擬脫扣電路圖3.5模擬脫扣電路原理圖微處理器在上電初期要進(jìn)行上電初始化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)保護(hù)，要加入模擬脫扣電路，作為后備保護(hù)。模擬脫扣電路用于系統(tǒng)上電初期的短路電流保護(hù)和系統(tǒng)運(yùn)行期間特大短路電流的保護(hù)。如圖3-15所示，模擬脫扣電路采用硬件比較器電路可以快速判斷出斷路器接通時(shí)出現(xiàn)短路的情況，并做出相應(yīng)的動(dòng)作保護(hù)。在微處理器運(yùn)行期間，模擬脫扣電路實(shí)現(xiàn)特大短路電路的判斷，如果出現(xiàn)特大短路電流，微處理器沒有來(lái)得及反應(yīng)，則模擬脫扣電路可做出相應(yīng)的判斷和動(dòng)作。因此數(shù)字脫扣和模擬脫扣相結(jié)合，兩者互補(bǔ)，增加可脫扣器的可靠性。模擬脫扣電路采用比較器監(jiān)幅電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，每一相使用兩個(gè)比較器來(lái)完成。電流信號(hào)的幅值同參考電平VRE+和VRE-進(jìn)行比較。比較器采用LM324，其輸出是集電極開路的，因此圖3-15中所有電壓比較器輸出并聯(lián)起來(lái)，通過(guò)一個(gè)上拉電阻接實(shí)現(xiàn)線與功能。在正常情況下，微處理器沒有發(fā)出脫扣信號(hào)且電流信號(hào)的幅值在基準(zhǔn)電壓范圍內(nèi)，則比較器的并聯(lián)輸出被上拉電阻拉高，否則的低脈沖維持一定的寬度，則單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被觸發(fā)，輸出一定寬度的脈沖通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)磁通變換器打開，從而分?jǐn)鄶嗦菲?。在?shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中由于干擾的存在，比較器的輸出會(huì)出現(xiàn)一些不必要的窄脈沖，如果直接接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。為了消除干擾，在比較器的輸出端加了脈寬檢測(cè)電路，該電路由一個(gè)555器件組成，輸出接由另一個(gè)555器件構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，電路及工作波形分別如圖3.16和所示。脈寬檢測(cè)電路的工作原理如下：、、、表示圖中各節(jié)點(diǎn)。來(lái)自電壓比較器并聯(lián)的輸出端。在正常情況下，比較器輸出高阻，此時(shí)圖中NPN三極管導(dǎo)通，被三極管嵌位在其飽和電壓V以下，輸出高電平。當(dāng)電流越限或單片機(jī)發(fā)出脫扣指令，比較器輸出將把拉低，則NPN三極管截止，此時(shí)接的電容通過(guò)R5、R6開始充電，電壓升高。如果低脈沖保持一定的寬度，隨著電容充電上升并達(dá)到2/3,則輸出低電平，觸發(fā)其后由555器件構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路，輸出一個(gè)一定寬度的脈沖。由電路的工作波形可知，由于電容充電需要一定的時(shí)間，因此該脈寬檢測(cè)電路只有在輸出低脈沖寬度保持一定的時(shí)間才能使觸發(fā)。如果的脈沖過(guò)窄，電壓達(dá)不到2/3，則不會(huì)觸發(fā)，因此通過(guò)該電路可以消除前級(jí)比較器出現(xiàn)的干擾問(wèn)題。上述電容充電使電壓上升到2/3的時(shí)間為，設(shè)充電電阻為R，電容為C，則圖3.6中的充電電阻由R5和R6串聯(lián)而成。即R=(R5+R6)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的圖3.16脈寬檢測(cè)電路圖3.17脈寬檢測(cè)電路輸出波形輸出的寬度為。R、C為相應(yīng)的充電電阻值和電容值。上述電路中的電容電阻值根據(jù)實(shí)際比較器輸出脈沖的情況適當(dāng)?shù)娜≈怠?.4.6脫扣輸出電路微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的控制信號(hào)一般由CPU給出脈沖信號(hào)（TTL電平信號(hào)），這種信號(hào)不能驅(qū)動(dòng)外圍開關(guān)元件（如接觸器、繼電器等），必須經(jīng)過(guò)接口電路的功率圖3.18脫扣輸出電路原理圖放大以后才能驅(qū)動(dòng)外設(shè)電器的動(dòng)作。為了防止外部干擾信號(hào)的影響，在電路中必須增加抗干擾措施。電路原理如圖3-18所示：正常情況下來(lái)自微處理器的信號(hào)為高電平，U1、U2、U3為低電平，單穩(wěn)態(tài)電路處于穩(wěn)態(tài)，復(fù)合管T1被截止，控制執(zhí)行元件的線圈Q中無(wú)電流通過(guò)，當(dāng)CPU發(fā)出動(dòng)作脈沖指令時(shí)，U1輸出脈沖方波，U2隨電容C1的充電，電壓逐漸升高，充電時(shí)間為2ms,CPU輸出的脈沖寬度必須大于2ms，否則信號(hào)將被截止，本設(shè)計(jì)中CPU脈寬為4ms，用于抗干擾。當(dāng)U2>U4時(shí)，U3由低電平變?yōu)楦唠娖?，單穩(wěn)態(tài)電路被激活，輸出6ms脈寬的方波觸發(fā)復(fù)合管T1，執(zhí)行元件的線圈Q中通過(guò)電流，分?jǐn)鄶嗦菲?。?zhí)行元件采用磁通變換器，正常工作時(shí)由永磁鐵保持動(dòng)鐵心閉合，克服了傳統(tǒng)的欠壓線圈工作時(shí)耗能、發(fā)熱、噪音等缺陷；動(dòng)作執(zhí)行時(shí)，線圈Q中通過(guò)電流產(chǎn)生反向磁通抵消固有磁通，動(dòng)鐵心在反力彈簧作用下打開，帶動(dòng)斷路器分?jǐn)唷?.5負(fù)載監(jiān)控在線路故障電流超過(guò)負(fù)載監(jiān)控整定值（），而未達(dá)到過(guò)載電流整定值時(shí)，智能脫扣器能發(fā)出報(bào)警和控制信號(hào)。利用控制信號(hào)可進(jìn)行負(fù)載調(diào)度，若智能斷路器為上一級(jí)保護(hù)開關(guān)，下一級(jí)多條負(fù)載支路分別供電給不同性質(zhì)的負(fù)荷，重要負(fù)荷不允許停電，當(dāng)線路發(fā)生過(guò)載時(shí)，為防止過(guò)載脫扣引起重要支路斷電，利用智能脫扣器的負(fù)載監(jiān)控信號(hào)分?jǐn)嘀窋嗦菲?，卸掉一般?fù)荷，以保證重要負(fù)荷不間斷供電，見圖3.9。圖3.19負(fù)載監(jiān)控示意圖3.6自診斷和監(jiān)察智能脫扣器具有自我診斷和監(jiān)察功能，不但可以監(jiān)視和檢測(cè)保護(hù)特性，還可以測(cè)量電流和電壓，并實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)脫扣器環(huán)境溫度超過(guò)允許值或脫扣器內(nèi)部發(fā)生故障則發(fā)出信號(hào)報(bào)警。為了提高系統(tǒng)的工作可靠性，智能脫扣器在設(shè)計(jì)中采用看門狗電路，隨時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的工作情況，當(dāng)系統(tǒng)工作超過(guò)正常執(zhí)行周期時(shí)則使系統(tǒng)復(fù)位。第4章軟件設(shè)計(jì)硬件和軟件是單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)中的兩個(gè)重要方面，但兩者的功能有時(shí)又是可以相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)為了充分體現(xiàn)脫扣器的智能化以及盡量減小硬件電路的體積，軟件部分設(shè)計(jì)的重要性就顯得尤為突出了，以軟代硬是本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)，所以軟件設(shè)計(jì)工作在整個(gè)設(shè)計(jì)中是最重要的、其工作量也是最大的。軟件設(shè)計(jì)主要包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)，后者主要內(nèi)容是擬定程序的總體方案、根據(jù)系統(tǒng)功能及操作過(guò)程繪制程序流程圖、編制具體程序以及檢查和修改程序。智能脫扣器的主要任務(wù)是能獨(dú)立完成對(duì)電路的過(guò)載、接地及短路保護(hù)，并能方便的對(duì)動(dòng)作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。在擬定軟件總體設(shè)計(jì)方案時(shí)，由于實(shí)際的單片機(jī)控制系統(tǒng)的功能復(fù)雜、信息量大和程序較長(zhǎng)，這就需要選用合理的切合實(shí)際的程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。常用的設(shè)計(jì)方法有三種:1、模塊化程序設(shè)計(jì)；2、自頂向下逐步求精程序設(shè)計(jì)；3、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，采用第一種方法，即模塊化程序設(shè)計(jì)，它的設(shè)計(jì)思路是把一個(gè)復(fù)雜應(yīng)用程序按整體功能劃分成若干相對(duì)獨(dú)立的程序模塊，各模塊可以單獨(dú)設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試，然后把功能相關(guān)的模塊通過(guò)連結(jié)程序聯(lián)在一起調(diào)試，最后各模塊程序在主程序的控制下進(jìn)行總體調(diào)試，最終成為可完成設(shè)計(jì)要求、具有實(shí)用價(jià)值的程序。由于此方法的設(shè)計(jì)思路與本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)思路非常吻合，為此，本設(shè)計(jì)的軟件程序部分就采用模塊化的設(shè)計(jì)方法。4.1軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)根據(jù)智能脫扣器預(yù)期要實(shí)現(xiàn)的功能.所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件由初始化子程序、確定采樣相子程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、延時(shí)子程序、乘法子程序、除法子程序、過(guò)流判斷子程序、過(guò)流處理子程序、修改延時(shí)時(shí)間子程序、中斷子程序、查表子程序、通信子程序和主程序組成。主程序?qū)醋陨隙马樞驘o(wú)限循環(huán)的方式執(zhí)行，當(dāng)有中斷發(fā)生時(shí)(如定時(shí)器時(shí)間到、串行口中斷等)，系統(tǒng)將根據(jù)軟件排定的中斷優(yōu)先級(jí)別來(lái)響應(yīng)中斷，中斷完成后再返回主程序繼續(xù)執(zhí)行。下面就針對(duì)主程序以及主要子程序的執(zhí)行步驟一一進(jìn)行詳細(xì)的分析。主程序是整個(gè)系統(tǒng)程序的“靈魂”，它不僅指揮著程序流程，還起著承上啟下，將各子程序模塊有效銜接起來(lái)的作用。在綜合考慮本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能以及盡可能優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的前提下，主程序的流程圖如圖4-1所示:圖4.1主程序流程圖4.2初始化子程序初始化子程序的主要任務(wù)是對(duì)為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能所涉及到的寄存器的初始狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。由于本設(shè)計(jì)所用到的通用寄存器和專用寄存器很多，對(duì)于其中較容易設(shè)定且無(wú)特殊意義的寄存器就不一一介紹了，下面重點(diǎn)介紹一下與A/D轉(zhuǎn)換相關(guān)的寄存器以及定時(shí)器T1、TO的初值和波特率寄存器的初始值是如何設(shè)定的。4.2.1定時(shí)器初值的設(shè)定PIC微處理器的時(shí)鐘信號(hào)從OScl/cLKIN引腳上輸入后，在片內(nèi)產(chǎn)生4個(gè)非重疊正交(相差90°)的時(shí)鐘信號(hào)，分別被稱作Q1、Q2、Q3和Q4。在片內(nèi)每個(gè)Q1使程序計(jì)數(shù)器PC增量加1，Q4從程序存儲(chǔ)單元中取出該指令，并把它鎖存到指令寄存器中。在下一個(gè)Q1到Q4之間對(duì)取出的指令進(jìn)行譯碼和執(zhí)行。時(shí)鐘和指令周期執(zhí)行的時(shí)序圖如圖4.2.1所示:本設(shè)計(jì)所采用的是高速石英晶體振蕩器，其振蕩頻率為，所以每條指令(除了程序分支指令和跳轉(zhuǎn)指令外)的執(zhí)行時(shí)間為l。圖4.2時(shí)鐘和指令周期圖4.2.2定時(shí)器T1的設(shè)定本課題所設(shè)計(jì)的智能脫扣器，在過(guò)流時(shí)其動(dòng)作時(shí)間都在秒級(jí)，所以采用500ms為定時(shí)器計(jì)時(shí)單位，延時(shí)動(dòng)作時(shí)間表中的各個(gè)數(shù)值都是時(shí)間基準(zhǔn)的整倍數(shù)。T1是一個(gè)16位定時(shí)器。如不采用分頻器，則其最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為:其值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于時(shí)間基準(zhǔn)值，為此必須采用預(yù)分頻器，經(jīng)計(jì)算采用1:8分頻，則定時(shí)器初值為:4.2.3定時(shí)器T0的設(shè)定本設(shè)計(jì)中采用定時(shí)器TO來(lái)確定各相的處理時(shí)間，它是一個(gè)8位的定時(shí)器?？紤]到芯片AD536A將真有效值轉(zhuǎn)換成直流所需時(shí)間，所以定時(shí)器TO采用128分頻，故每相的執(zhí)行時(shí)間為：三相總共的執(zhí)行時(shí)間為，再加上中斷等其它程序的執(zhí)行時(shí)間，完全可以保證AD536A所需的轉(zhuǎn)換時(shí)間，同時(shí)也能滿足過(guò)流時(shí)對(duì)動(dòng)作時(shí)間的要求。4與A/D轉(zhuǎn)換相關(guān)的寄存器PlC16C7X系列芯片的最大特點(diǎn)是帶有8位的A/D轉(zhuǎn)換部件，而PIC16C73芯片帶有5個(gè)A/D通道模擬輸入。這些多通道模擬輸入共用一個(gè)采樣/19持電路，用一個(gè)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換。采樣/保持電路的輸出是A/D轉(zhuǎn)換器的輸入。A/D轉(zhuǎn)換器是采用逐次逼近法進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的。其模擬基準(zhǔn)電壓可用軟件編程選擇，可以為芯片的正電源電壓，也可以為從RA3/AN3Nref引腳上外加的電壓值。4A/D控制寄存器ADCON1的設(shè)定ADCON1是用于控制選擇A心引腳功能的寄存器，通過(guò)對(duì)它的設(shè)定可以把A心口設(shè)為不同的工作方式，如表4-1所示:PCFG2PCFG1PCFG0RA0RA1RA2RA3Vref0XOAAAAV0X1AAAVrefRA3100AADAV101AADVrefRA311XDDDD-表4-1PIC16C73A/D轉(zhuǎn)換引腳選擇表表中PCFG2-O分別為A/D控制寄存器ADCON1的D2-DO位，A代表模擬輸入，1/O口，X代表0或1,Vref代表外加的參考電壓。參考PICI6C73的A/D轉(zhuǎn)換引腳選擇表，并結(jié)合本設(shè)計(jì)的硬件電路，決定把RAO,分別作為三相的模擬輸入通道，RA3作為參考電壓輸入，即將ADCONI初始化為1H。4A/D控制寄存器ADCONO的設(shè)定ADCON0寄存器中的D7和D6位為A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘的選擇位。A/D位采樣時(shí)間被定義為Tad，完成一次8位AID轉(zhuǎn)換所需時(shí)間為10Tad，對(duì)Tad可以有四種選擇:（1）2Tosc，（2）8Tosc,（3）32Tosc,（4）內(nèi)部RC振蕩4.3過(guò)流判斷子程序本課題所設(shè)計(jì)的智能脫扣器，使其延時(shí)動(dòng)作的最大電流值可達(dá)到基準(zhǔn)電流值的9倍，又考慮到芯片AD536A在土5V電源供電時(shí)，其典型的最大輸出電壓值為2V，所以基準(zhǔn)電壓(即參考電壓Vref)設(shè)為0.2V(對(duì)應(yīng)十六進(jìn)制數(shù)的19H)。電流值轉(zhuǎn)換成電壓值后.再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，其對(duì)應(yīng)的數(shù)字量與基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字量19H進(jìn)行比較，如不大于19H，則等待此相處理時(shí)間到后再轉(zhuǎn)到其它相進(jìn)行檢測(cè)；如大于19H，則說(shuō)明出現(xiàn)了過(guò)流情況，隨即轉(zhuǎn)到過(guò)流處理子程序執(zhí)行。4.4過(guò)流處理子程序當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流時(shí)，首先要分析過(guò)流的情況，即是第一次過(guò)流還是非第一次過(guò)流；如是第一次過(guò)流，則轉(zhuǎn)查表子程序，查出過(guò)流倍數(shù)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間；如不是第一次過(guò)流，則轉(zhuǎn)到非首次過(guò)流處理子程序，進(jìn)行進(jìn)一步的處理。4.4.1過(guò)流處理子程序流程圖過(guò)流處理子程序流程圖如圖4.3所示:圖4.3過(guò)流處理子程序流程圖4.4.2非首次過(guò)流處理子程序當(dāng)通過(guò)過(guò)流判斷子程序判斷出過(guò)流情況是非第一次過(guò)流時(shí)，要將前一次判斷過(guò)流后到判斷本次過(guò)流期間定時(shí)器所計(jì)時(shí)間進(jìn)行折算，其后如繼續(xù)過(guò)流，則以此類推。非首次過(guò)流處理子程序是本設(shè)計(jì)中最復(fù)雜、最重要的部分，也是最能體現(xiàn)出本設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)脫扣器相比的優(yōu)勢(shì)所在。由于輸電線路上的負(fù)載時(shí)時(shí)都在變化著，而且同時(shí)存在眾多干擾源的影響，特別是當(dāng)大負(fù)載啟動(dòng)或停車時(shí)，對(duì)輸電線路電壓和電流的影響非常大。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，由于線路上負(fù)載的工作情況千變?nèi)f化，所以過(guò)流的倍數(shù)不是持續(xù)不變的，而是要經(jīng)常不斷變化的，這可能會(huì)出現(xiàn)三種情況:(1)第一次檢測(cè)時(shí)過(guò)流5倍，而到第二次檢測(cè)時(shí)卻不過(guò)流了;(2)第一次檢測(cè)時(shí)過(guò)流8倍，而到第二次檢測(cè)時(shí)變成過(guò)流4倍;(3)第一次檢測(cè)時(shí)過(guò)流4倍，而到第二次檢測(cè)時(shí)變成過(guò)流8倍.對(duì)于第一種情況要及時(shí)的給延時(shí)動(dòng)作計(jì)時(shí)單元清零，以免脫扣器誤動(dòng)作。對(duì)于第二和第三種情況，延時(shí)動(dòng)作計(jì)時(shí)單元中所存的數(shù)值，即不應(yīng)該是過(guò)流8倍所對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)間，也不應(yīng)該是過(guò)流4倍所對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)間，而應(yīng)該是介于二者之間的一個(gè)數(shù)值，為此必須通過(guò)兩次過(guò)流倍數(shù)進(jìn)行折算。折算的實(shí)質(zhì)就是把前一次過(guò)流時(shí)產(chǎn)生的熱量積累換算成第二次過(guò)流時(shí)其過(guò)流倍數(shù)所應(yīng)該對(duì)應(yīng)的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間。折算的理論依據(jù)如下:由于過(guò)流時(shí)對(duì)電器設(shè)備造成損壞的根本原因是大電流流過(guò)電器設(shè)備所產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)掉，而造成電器設(shè)備局部過(guò)熱，致使其損壞。所以我們可以以不同過(guò)流倍數(shù)在不同時(shí)間產(chǎn)生相等的熱量為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行折算。（4-1）（4-2）將（2）代入（1）并消除相同項(xiàng)得（4-3）式中：折算后所得到的時(shí)間為連續(xù)兩次過(guò)流時(shí)的間隔時(shí)間按前一次過(guò)流倍數(shù)折算到后一次過(guò)流倍數(shù)時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。在過(guò)流判斷子程序判斷出非首次過(guò)流后，應(yīng)先通過(guò)查表子程序查出后一次過(guò)流倍數(shù)所對(duì)應(yīng)的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，再?gòu)钠渲袦p去折算后得到的時(shí)間，此時(shí)得到的時(shí)間才是實(shí)際應(yīng)繼續(xù)延時(shí)動(dòng)作的時(shí)間。4.5中斷子程序中斷子程序是在中斷條件滿足時(shí)，如果中斷允許位開放，則會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入執(zhí)行的程序。本設(shè)計(jì)的中斷允許位對(duì)定時(shí)器TO和TI開放。其中通過(guò)對(duì)TO中斷的響應(yīng)來(lái)改變檢測(cè)相:通過(guò)對(duì)T1中斷的響應(yīng)來(lái)判斷是否過(guò)流倍數(shù)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間到，以決定脫扣器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否動(dòng)作。當(dāng)中斷發(fā)生后，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入中斷程序執(zhí)行。通過(guò)對(duì)中斷標(biāo)志位的判斷來(lái)決定響應(yīng)哪個(gè)中斷。由于定時(shí)器TO定時(shí)時(shí)間短，為了減少軟件執(zhí)行時(shí)間，所以發(fā)生中斷時(shí)，先檢測(cè)是否定時(shí)器TO發(fā)生了中斷，如是TO中斷，則TO清0，并將其中斷次數(shù)寄存器加1，為轉(zhuǎn)換檢測(cè)相做好準(zhǔn)備；如TO沒有發(fā)生中斷，則必定是TI發(fā)生了中斷，這時(shí)要將A、B、C三相各自的中斷次數(shù)計(jì)數(shù)單元分別加1(如果某相出現(xiàn)了過(guò)流情況)，然后再將中斷次數(shù)計(jì)數(shù)單元中的值與各自過(guò)流倍數(shù)對(duì)應(yīng)的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行比較，如前者小于后者，則跳出中斷轉(zhuǎn)主程序執(zhí)行，如前者大于后者，則微處理器發(fā)出信號(hào)，脫扣器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。中斷子程序流程圖如圖4.4所示。圖4.4中斷子程序流程圖第5章人機(jī)交互界面5.1智能脫扣器外殼智能脫扣器外殼如圖圖5.1脫扣器外殼圖5.2硬件電路設(shè)計(jì)由圖5-1可知人機(jī)交換界面包括4個(gè)數(shù)碼管、10按鍵、1個(gè)電源開關(guān)和1個(gè)報(bào)警顯示燈，除了電源開關(guān)外，其余的器件都由PIC16C73控制。PIC16C73總共28個(gè)引腳，最多才22輸入輸出通道，其中PORTA被作為A/D轉(zhuǎn)換通道，能夠用的只有PORTB和PORTC端口，而4個(gè)數(shù)碼管就有36個(gè)引腳，只能采用I/O掃描的方式來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。輸入輸出電路如圖5-4所示，掃描通道有4個(gè)，分別由PORB的RB0—RB3控制，每個(gè)掃描通道會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)碼管，3個(gè)按鍵；PORTC是控制數(shù)碼管的顯示內(nèi)容；PORTB的RB4、RB6和RB7用于讀取按鍵狀態(tài)；RB5是脫扣輸出端，輸出脫扣信號(hào)的同時(shí)發(fā)出報(bào)警，全部外圍的控制要經(jīng)過(guò)4次掃描才完成。圖5.4輸入輸出電路5.3軟件設(shè)計(jì)在硬件的部分，I/O原來(lái)都是根據(jù)掃描的通道分為四組了，因此在數(shù)據(jù)的處理上會(huì)以完成4個(gè)通道之后再進(jìn)行一次，因此我們必須先準(zhǔn)備好一些寄存器，存放四個(gè)數(shù)碼管的顯示碼和準(zhǔn)備儲(chǔ)存10個(gè)按鍵狀態(tài)的位置。輸出的部分在對(duì)應(yīng)不同的掃描通道時(shí)，將對(duì)應(yīng)的引腳狀態(tài)輸出，輸入的部分，也是每次兩個(gè)位置的儲(chǔ)存。等到完成一次4個(gè)通道掃描時(shí)，再來(lái)一起處理數(shù)據(jù)，此時(shí)輸入的部分會(huì)檢查8個(gè)按鍵的狀態(tài)與變化狀況，如果有需要再執(zhí)行相對(duì)應(yīng)按鍵事件的子程序。輸出的部分，檢查是否有需要改變輸出的狀態(tài)，如果需要，就修改并加載新的值到顯示數(shù)據(jù)用的寄存器中，在下一個(gè)掃描周期時(shí)顯示正確的輸出。圖5.5輸入輸出接口電路軟件流程第6章可靠性與抗干擾設(shè)計(jì)隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，特別是單片微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)，使原有以強(qiáng)電和電氣為主、功能簡(jiǎn)單的電氣測(cè)控設(shè)備發(fā)展成為強(qiáng)弱電結(jié)合、功能完善的新型微電子設(shè)備。由于系統(tǒng)所處環(huán)境往往比較惡劣和復(fù)雜，干擾嚴(yán)重，導(dǎo)致程序執(zhí)行紊亂，使系統(tǒng)誤動(dòng)作或者出現(xiàn)故障時(shí)不動(dòng)作。這樣不僅會(huì)影響經(jīng)濟(jì)效益，有時(shí)甚至還會(huì)造成重大人身和財(cái)產(chǎn)損失。系統(tǒng)的可靠運(yùn)行是決定系統(tǒng)是否具有生命力、是否能夠推廣的關(guān)鍵，在產(chǎn)品化設(shè)計(jì)研制過(guò)程中，只注意功能的完善而忽視可靠性及抗干擾的設(shè)計(jì)，將導(dǎo)致產(chǎn)品不能穩(wěn)定運(yùn)行而出現(xiàn)失誤、失去市場(chǎng)。智能脫扣器作為一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，其可靠性與抗干擾性的設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)有條不紊的正常工作來(lái)說(shuō)是必不可少的，在這方面本設(shè)計(jì)作了如下設(shè)計(jì)。6.1電器可靠性設(shè)計(jì)在電器設(shè)計(jì)中，可靠性是對(duì)其重要要求之一，它可定義為“給定系統(tǒng)在規(guī)定的工作條件下和預(yù)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)完成規(guī)定功能的概率”。在特定的環(huán)境和給定的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)是否能按照預(yù)定的方式運(yùn)行，是評(píng)定可靠性的基本內(nèi)容。這里以單片機(jī)為控制核心的智能脫扣器，其可靠性設(shè)計(jì)從硬件和軟件兩個(gè)方面加以考慮。6.1.1硬件設(shè)計(jì)方面PIC單片機(jī)自身具有多項(xiàng)可靠性措施。單片機(jī)的外時(shí)鐘是高頻干擾源，對(duì)系統(tǒng)和外界均會(huì)產(chǎn)生高頻干擾。對(duì)于可靠性要求高的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在保證指令執(zhí)行速度不變的條件下，盡量降低單片機(jī)外時(shí)鐘的速度可以降低外時(shí)鐘的干擾。為此，在綜合考慮本設(shè)計(jì)的具體要求后，決定采用4MHz的外部晶振，這樣既能滿足設(shè)計(jì)要求有能最大限度的降低外部時(shí)鐘干擾。單片機(jī)的I/O口直接與外界相連，是引入干擾的直接途徑，因此I/O口抗干擾能力很大程度上決定了單片機(jī)的抗干擾能力。PIC單片機(jī)的I/O口采用了帶去毛刺功能(輸入口內(nèi)帶施密特觸發(fā)器或施密特觸發(fā)器和RC濾波交替使用的EFT技術(shù))的抗干擾技術(shù)，從而消除了直接干擾源。通常集成電路電源腳和地線引腳是分列在芯片的左下角和右上角的。這使得排版時(shí)電源噪聲穿過(guò)整個(gè)芯片。為降低來(lái)自電源的干擾，PIC單片機(jī)將電源腳和地線引腳排在相鄰的位置上，這樣就有有效的減少了來(lái)自電源的干擾。PIC單片機(jī)還具有時(shí)鐘監(jiān)測(cè)、低電壓復(fù)位、地址跟蹤監(jiān)測(cè)等功能。時(shí)鐘監(jiān)測(cè)即單片機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)鐘，一旦系統(tǒng)時(shí)鐘停振，自動(dòng)產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)以恢復(fù)系統(tǒng)時(shí)鐘:低電壓復(fù)位是單片機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)電源電壓，當(dāng)電源電壓低于某值時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，將系統(tǒng)復(fù)位:地址跟蹤監(jiān)測(cè)是指單片機(jī)檢測(cè)到指令計(jì)數(shù)器的地址為非法地址，如RAM或特殊功能寄存器地址時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。這些功能從硬件方面有效的保證了PIC單片機(jī)可靠運(yùn)行。6.1.2軟件設(shè)計(jì)方面可靠性設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性必須從軟件、硬件以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面全面考慮。硬件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)可靠性的根本，而軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)起到抑制外來(lái)干擾的作用。在軟件設(shè)計(jì)方面，程序的可靠性來(lái)自程序設(shè)計(jì)的正確性，在這里選用的程序設(shè)計(jì)方法為模塊化程序設(shè)計(jì)，即將整個(gè)程序分為若干個(gè)獨(dú)立模塊，每個(gè)獨(dú)立模塊完成一個(gè)子任務(wù)，可單獨(dú)設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行，成功后進(jìn)行聯(lián)調(diào)，發(fā)現(xiàn)不足然后改進(jìn)。這種思想非常符合系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路，本設(shè)計(jì)在硬件的實(shí)現(xiàn)上就是劃分出功能塊，分別設(shè)計(jì)出電路，從而最終聯(lián)成一個(gè)整體，因此，我們選擇模塊化程序設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件程序的編制有利于提高系統(tǒng)的可靠性。另外，本設(shè)計(jì)的軟件部分還采用了一些軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法:開機(jī)自檢、軟件陷阱(進(jìn)行程序“跑飛”檢測(cè)).設(shè)置程序運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)記、輸出端口刷新、軟件“看門狗”等。通過(guò)軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，達(dá)到最大限度地降低干擾對(duì)系統(tǒng)工作的影響.確保單片機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)因干擾導(dǎo)致程序出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)或及時(shí)報(bào)警的目的。6.2電器抗干擾設(shè)計(jì)智能脫扣器在實(shí)際環(huán)境條件下工作時(shí)，不可避免地會(huì)收到一些不同的干擾影響，為了保證實(shí)際使用中系統(tǒng)的正常工作，需要在電路設(shè)計(jì)、試驗(yàn)運(yùn)行與調(diào)試中采取適當(dāng)措施，由于產(chǎn)生干擾的原因十分復(fù)雜，比如說(shuō)環(huán)境中的某些自然因素或人為作用會(huì)產(chǎn)生一些電磁能量而產(chǎn)生干擾，其傳播干擾的途徑也是多種多樣的。一般有以下幾種。(1)傳導(dǎo)耦合:干擾通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)入電路，稱為傳導(dǎo)耦合；(2)公共阻抗耦合:在設(shè)計(jì)中電路各部分之間經(jīng)常是共用電源與地線，這樣，電源與地線的阻抗就成了各部分之間的公共阻抗，當(dāng)某部分的電流流過(guò)公共阻抗時(shí)，阻抗上的壓降就成了其他部分的干擾信號(hào)；(3)靜電耦合:在系統(tǒng)內(nèi)部，元件之間、導(dǎo)線之間、元件與導(dǎo)線之間等，都存在著分布電容，干擾很容易通過(guò)分布電容進(jìn)行傳遞，這稱為靜電耦合；(4)電磁耦合:電磁耦合時(shí)通過(guò)電路之間的互感耦合的。在本設(shè)計(jì)中，接地是抑制干擾的重要方法，地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、屏蔽地、數(shù)字地(邏輯地)、和模擬地等，將接地和屏蔽正確結(jié)合起來(lái)使用，可解決大部分干擾問(wèn)題，在地線設(shè)計(jì)中我們所注意到的有以下幾方面：(1)單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地選擇任何導(dǎo)體都有阻抗，當(dāng)其中流過(guò)電流時(shí)，導(dǎo)體中便會(huì)出現(xiàn)電壓梯度。對(duì)于兩個(gè)分開的接地點(diǎn)，電流越大，兩點(diǎn)間的電位差也就越大。此外，這種電位差還與電流頻率有關(guān)，當(dāng)在高頻時(shí)由于導(dǎo)線上的分布電感加人，電位差也就增大。一點(diǎn)接地又分為串聯(lián)一點(diǎn)接地合并聯(lián)一點(diǎn)接地兩種方式。串聯(lián)一點(diǎn)接地方式會(huì)導(dǎo)致各接地點(diǎn)電位不同，而且還要受到其他電路工作電流的影響。并聯(lián)一點(diǎn)接地方式中，各電路的電位僅與本電路的地電流和地電阻有關(guān)。這種接地方式避免各個(gè)工作電路的地電流耦合，減少相互干擾。因此，在低頻電路中采用這種接地方式為宜;當(dāng)電路在高頻時(shí)，地線阻抗中的感抗分量增大。欲減少感抗，就得縮短地線的長(zhǎng)度，而采用一點(diǎn)接地方式往往連線太長(zhǎng)。因此在高頻電路中多采用多點(diǎn)接地方式。綜合考慮本設(shè)計(jì)電路的具體情況，故采用一點(diǎn)接地。(2)數(shù)字、模擬電路分開當(dāng)電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路時(shí)，將它們盡量分開，并且使兩者的地線不相混，分別與電源端地線相連，并盡量加大線性電路的接地面積。(3)接地線盡量加粗若接地用線條很細(xì)，接地電位則隨著電流的變化而變化，致使單片機(jī)的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此，我們將地線加粗，使它能通過(guò)三倍于印刷電路板上的允許電流，在此將接地線加粗約為3mm。(4)接地線構(gòu)成閉環(huán)路在只有數(shù)字電路組成的印刷電路板接地時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，將接地電路做成閉環(huán)路大多都明顯的提高抗噪聲能力。其原因是:一塊印刷電路板上有很多集成電路，尤其是有耗電多的元件時(shí)，因受到線條粗細(xì)限制，地線產(chǎn)生電位差，引起抗噪聲能力下降:若接地線成閉環(huán)，則該電位差值減小。在電源線布置方面，由于電源通常包含大量噪聲，我們除了根據(jù)電流的大小盡量加寬電源線導(dǎo)體寬度外，盡量使電源線靠近地線走線，使電源線、地線的走向與信息傳遞的方向一致，這樣將有助于增強(qiáng)抗噪聲的能力。在任一單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，靠預(yù)先消除所有故障來(lái)提高可靠性，這在實(shí)際上幾乎是不可能的，采用容錯(cuò)自診斷是提高可靠性的重要方法，容錯(cuò)法在運(yùn)算中則允許故障發(fā)生，但這些故障的影響可借助冗余技術(shù)而自動(dòng)抵消，因此，即使存在故障，系統(tǒng)仍能維持正常工作。為了使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠的工作，在本設(shè)計(jì)中采用多種冗余設(shè)計(jì)。所謂冗余，是指當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，取消這些部分，不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。冗余設(shè)計(jì)通常包括軟件、硬件等方面的措施。軟件冗余又可分為指令冗余和信息冗余等。硬件冗余是指增加備份硬件設(shè)備來(lái)保證系統(tǒng)可靠地工作，在本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，由于均采用高集成度和高科技芯片，可靠性較高，并從成本上考慮，所以不使用系統(tǒng)級(jí)硬件冗余。指令冗余是指在關(guān)鍵地方人為地插入一些單字接指令NOP，或?qū)⒂行巫纸又噶钪貙?。在雙字節(jié)指令之后插入兩個(gè)單字節(jié)NOP指令，這可保證其后的指令不被拆散。因?yàn)椤皝y飛”的程序即使落到操作數(shù)上，由于兩個(gè)空操作指令NOP的存在，不會(huì)將其后的指令當(dāng)操作數(shù)執(zhí)行，從而使程序納入正軌，對(duì)于一些決定程序流向的重要指令(如RETLW,RETURN,RETFIE,CALL)，在其之前插入兩條NOP指令，并在其之后重復(fù)寫上這些指令，可保證亂飛程序迅速納入正軌，確保這些指令正確執(zhí)行。信息冗余是指增加多余的信息，以提高對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行檢測(cè)以及對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行糾錯(cuò)的能力。在本系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信中，選用奇偶校驗(yàn)碼，這是一種常用的方法，這種常用的檢錯(cuò)碼構(gòu)造很簡(jiǎn)單，只有一個(gè)監(jiān)督位，但因其具有較強(qiáng)的檢錯(cuò)能力，且易于實(shí)現(xiàn)，所以在數(shù)據(jù)傳送上以及輸入輸出設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，其編碼方式是在每個(gè)數(shù)據(jù)位組之后附加一位校驗(yàn)位，使每一幀字符信息中“1”的個(gè)數(shù)成為奇數(shù)或偶數(shù)，分別叫做奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)，接收端用一個(gè)模2加法器就可以很方便地完成檢錯(cuò)工作。當(dāng)“亂飛”的程序進(jìn)入非程序區(qū)(如EPROM未使用的空間)或表格時(shí)，采用冗余指令使程序納入止軌條件便不滿足，此時(shí)可以設(shè)定軟件陷阱，攔截亂飛的程序，將其迅速引向一個(gè)指定位置，在那里有一段專門對(duì)程序運(yùn)行出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。為此特別設(shè)置了若干軟件陷阱，軟件陷阱就是用引導(dǎo)指令強(qiáng)行將捕獲到的亂飛程序引向復(fù)位入口地址OOOOH,，在此處將程序轉(zhuǎn)向?qū)ｉT對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序，使程序納入正軌。軟件陷阱可以安排在未使用的中斷區(qū)、運(yùn)行程序區(qū)和中斷程序服務(wù)區(qū)。(1)當(dāng)未使用的中斷因干擾而開放時(shí)，在對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件陷阱，就能及時(shí)撲捉到錯(cuò)誤的中斷。(2)前面曾指出，亂飛的程序在用戶程序內(nèi)部跳轉(zhuǎn)時(shí)可用指令冗余技術(shù)加以解決，也可以設(shè)置一些軟件陷阱，更有效的抑制程序亂飛，使程序運(yùn)行更加可靠。程序設(shè)計(jì)時(shí)常采用模塊化設(shè)計(jì)，按照程序的要求一個(gè)模塊、一個(gè)模塊的執(zhí)行?？梢詫⑾葳逯噶罱M分散放置在用戶程序各模塊之間空余的單元里。在正常程序中不執(zhí)行這些陷阱指令，保證用戶程序正常運(yùn)行。但當(dāng)程序亂飛一旦落入這些陷阱區(qū)，馬上將亂飛的程序拉到正確軌道。(3)設(shè)主程序運(yùn)行區(qū)間為addressl-address2，并設(shè)定時(shí)器TO產(chǎn)生32ms定時(shí)中斷。當(dāng)程序亂飛落入addressl-address2區(qū)間外，若在此程序區(qū)外發(fā)生了定時(shí)中斷，可在中斷服務(wù)程序中判定中斷斷點(diǎn)地址address。若address<address1或address>address2，說(shuō)明發(fā)生了程序亂飛，則應(yīng)使程序返回到復(fù)位入口地址0H，是亂飛的程序納入正軌。當(dāng)單片機(jī)受到嚴(yán)重干擾而失控，引起程序亂飛時(shí)，也可能是程序陷入“死循環(huán)”。指令冗余技術(shù)和軟件陷阱技術(shù)不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”的困境，通常采用程序監(jiān)視技術(shù)，又稱“看門狗”技術(shù)(Watchdog)，使程序擺脫“死循環(huán)”。測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序往往采用循環(huán)運(yùn)行方式，每一次循環(huán)的時(shí)間基本是固定的。“看門狗”技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過(guò)己知的循環(huán)設(shè)定時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)，然后強(qiáng)迫程序返回到復(fù)位入Q地址OOOOH，在OOOOH處安排一段出錯(cuò)處理程序，使系統(tǒng)運(yùn)行納入正軌139,40,411系統(tǒng)經(jīng)過(guò)可靠性和抗干擾性設(shè)計(jì)后，性能得到了提高，在進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)試時(shí)，其運(yùn)行穩(wěn)定，能夠正常工作，完成預(yù)想的保護(hù)功能。結(jié)束語(yǔ)本論文對(duì)智能脫扣器功能的實(shí)現(xiàn)作了較為深入的研究，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外低壓電器領(lǐng)域特別是脫扣器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的了解與分析發(fā)現(xiàn)，研制帶有微處理器的智能化、可通信小型電器勢(shì)在必行，據(jù)此我們?cè)O(shè)計(jì)研制了這種帶有通信功能的智能脫扣器，創(chuàng)新點(diǎn)是它不僅能夠完成傳統(tǒng)意義下電磁式脫扣器的功能，還可以使現(xiàn)場(chǎng)電器與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向通信功能，通過(guò)總線系統(tǒng)達(dá)到遙測(cè)、遙控的目的。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)與調(diào)試，各芯片工作運(yùn)行正常，能夠可靠的完成預(yù)期的功能。本論文的研究非常符合國(guó)內(nèi)外低壓電器發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)以后進(jìn)一步完善智能脫扣器的功能、更好地適應(yīng)市場(chǎng)的需求具有現(xiàn)實(shí)的意義。此智能脫扣器可完成過(guò)流保護(hù)功能，設(shè)計(jì)的保護(hù)電流范圍為0-1000A，它具有以下特點(diǎn):(1)微處理器采用國(guó)內(nèi)流行的性能價(jià)格比較高的PIC16C73芯片，其自帶A/D轉(zhuǎn)換器，省去了外圍的A/D轉(zhuǎn)換模塊;另外其他外圍電路也都采用高集成度芯片，使得設(shè)備整體體積大大減小。(2)由于采用了微處理器來(lái)控制脫扣器的動(dòng)作時(shí)間，使得控制精度大為提高，并解決了傳統(tǒng)脫扣器存在的熱積累問(wèn)題。(3)當(dāng)出現(xiàn)短路情況時(shí)，脫扣器可瞬時(shí)動(dòng)作。(4)為保證脫扣器可靠工作，在硬件設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)措施控制噪聲源、減少噪聲耦合和噪聲接收，在軟件設(shè)計(jì)中采用數(shù)字濾波、軟件陷阱、WATCHDOG等抗干擾措施，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。致謝本設(shè)計(jì)是在梁錦老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在做此設(shè)計(jì)期間,梁老師給予我的諄諄教誨和悉心關(guān)懷，值此論文完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師梁錦老師致以最衷心的感謝。梁老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)作風(fēng)、扎實(shí)勤勉的工作態(tài)度和誨人不倦的高尚品德，時(shí)刻激勵(lì)著我刻苦學(xué)習(xí)、認(rèn)真完成畢業(yè)設(shè)計(jì)；梁老師對(duì)科學(xué)事業(yè)孜孜以求、廢寢忘食的崇高奉獻(xiàn)精神，將時(shí)刻鞭策著我在未來(lái)的人生旅途中奮發(fā)努力、積極進(jìn)取。在整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，我有幸得到了各任課老師的精心指導(dǎo)和熱情幫助，在此，也向他們表示誠(chéng)摯的謝意。特別要感謝應(yīng)用技術(shù)學(xué)院和電氣與信息工程系、電機(jī)電器教研室全體老師的悉心教導(dǎo)與培養(yǎng)。他們不但教給我扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，還教我做人、做事等方面的道理。最后，謹(jǐn)向在百忙之中抽出寶貴時(shí)間評(píng)審我論文的各位老師致以真摯的感謝。陸琳2010年6月參考文獻(xiàn)[1]周茂祥主編.低壓電器設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1992，832