低压断路器智能脱扣器的设计与实现
黄绍平,李永坚(湖南工程学院,411101)
摘要:智能化开关设备是在传统开关设备中引入计算机技术、数字处理技术和通信技术而形成的新一代开关设备。本文介绍了低压断路器智能脱扣器的设计方案和具体实现方法,这种智能脱扣器具有测量、保护、通信和断路器状态在线监测等功能。文中着重阐述了硬件系统的原理和具体电路,并对软件设计要点进行了介绍。
关键词:低压断路器;智能脱扣器;测量;保护
中图分类号:TM561文献标识码:B文章编号:1004-0420(2004)03-0008-03
Design and implement on intellectualized release
of low voltage circuit breaker
HUANG Shao-ping,LI Yong-jian
(Hunan Institute of Engineering,411101)
Abstr act:Intellectualized switchgear is a new generation switchgears,which syncretizes microco mputer technology,digi2 tal processing technology,and communication technolo gy.In this paper,a design project and the implement methods for the in2 tellectualized release of low voltage circuit br eaker are introduced.This kind of intellectualized r elease have some functions, such as measurement,protection,co mmunication and on-line monitor ing fo r the status of cir cuit breaker.The principle of its hardware system and the detailed circuits ar e explained,and the design points of software are o ffered.
Key wor ds:low v oltage cir cuit breaker;intellectualized r elease;measurement;protection
0引言
低压断路器(又称自动空气开关)是低压电网中一种重要的控制电器和保护电器,应用非常广泛。低压断路器一般由触头系统、灭弧装置、脱扣器和操动机构等4部分组成。其中,脱扣器是低压断路器的检测和故障处理单元,它对被保护电路进行电参数的检测和判断,决定断路器是否动作和如何动作。传统的低压断路器采用电磁式和热式脱扣器,其动作精度低,动作值整定困难;而且,为了获得不同的保护特性,要配置不同的脱扣器。随着配电自动化的发展,使用传统脱扣器的低压断路器已不能适应新的要求。于是,运用计算机技术、数字信号处理技术和通信技术的智能脱扣器成为国内外开关电器行业的研究开发热点。
智能脱扣器也叫做智能控制器或智能控制/保护单元,它一般具有以下功能:
a.保护包括电流三段保护(长延时过电流、短延时过电流、瞬时短路)、单相接地故障保护、欠压保护等,而且保护参数可设定;
b1测量可测量电流、电压、频率、有功功率、无功功率、功率因数、电能等各种电量,并可以显示;
c1断路器状态在线监测例如:1断路器操作次数统计)))监测断路器是否达到规定机械寿命次数或达到需要进行维修的次数;o开断电流加权值)))间接监测断路器触头的电磨损,预测其剩余电寿命;
d1通信智能脱扣器与配电自动化系统的主控计算机(上位机)进行通信,一方面,上传电参数测量值、断路器工作状态(断开还是闭合)、故障信号、断路器自诊断信息等;另一方面,上位机可对断路器进行遥控(断路器分、合闸)、遥测、遥调(调整保护整定值)、遥信的/四遥0功能。目前,世界上各大开关电器制造商均推出了智能型低压断路器(装有智能脱扣器的断路器),如ABB公司的F 系列,施耐德公司的M系列,西门子公司的3W N 系列和3VF系列,三菱公司的AE系列等,这些产品均在国内有所应用。国内一些电器厂家也推出
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了引进技术的智能型低压断路器,如M 系列、DW45系列、D W48系列等。
本文设计了一种低压断路器智能脱扣器。以下对其硬件系统、具体电路和软件设计进行介绍。
1 硬件系统的设计与实现方法
1.1 总体结构与工作原理
本文所设计的智能脱扣器由单片机基本系统
单元、模拟信号检测单元、开关量输入单元、执行电路、通信接口、人机接口、电源等部分组成,其原理框图如图1
所示。
图1 智能脱扣器硬件系统原理框图
智能脱扣器工作时,检测来自电流互感器(TA)和电压互感器(TV)的电流、电压信号,并将其进行滤波和采样处理,由单片机芯片(87C196KC)内部的模数转换器(ADC)转化为数字信号。CPU 对采集到数据进行运算和逻辑判断,测量值由液晶显示器(LCD)进行显示;若判断到主电路发生故障,则根据相应的保护特性,发出跳闸脉冲,由执行电路驱动断路器动作。输入CPU 的开关量主要是断路器的辅助接点状态,以此判断断路器是断开的还是闭合的,开关量经过光电隔离可以很方便地输入CPU 中。串行通信接口采用RS-485标准,它可以与上位机连接和通信。1.2 单片机基本系统
单片机基本系统由CPU 及扩展的存储器组成。CPU 选用高性能的Intel 87C196KC 芯片[1]。87C196KC 是16位的单片机,其运算速度快(主频可运行到20M Hz),片内有512B 数据存储器RAM 和16KB 程序存储器。后者可用于固化应用程序,具有4个高速输入通道(HSI)和4个高速输出通道(HSO),可用于开关量的输入与输出,而且HSO 能产生和输出宽度与周期均可调的PW M(脉宽调制)信号,片内有8个模拟量输入通道(P0:ACH0
~ACH7)以及多路转换器、采样保持器和1个10位A/D 转换器。
本系统在CPU 外扩1片6264A(8KB)RAM,用于记录故障发生前后电流波形数据。尽管87C196KC 片内有16KB 的程序存储器,但由于应用程序较大,16KB 容量不敷使用,所以外扩1片2764A(8KB)EPROM 程序存储器。另外扩展1片串行EEPROM 存储器X25043芯片,其内部集成了Watchdog 定时器、上电复位控制器和512B 容量的EEPRO M ,其EEPRO M 用于存储保护整定值等运行参数,可以重新写入。1.3 模拟信号检测单元
模拟信号包括低压电网的电流、电压和接地故障电流。与高压电网不同,低压断路器不可能采用标准电流互感器和标准电压互感器,而是采用小型的空心互感器或铁芯互感器,将它们直接接在低压线路上来获取电流和电压信号。由于电流变化范围很大,低压电网的短路电流比正常负荷电流大得多,而接地电流却很小,因此本方案中对大电流信号和小电流信号采用不同的电流互感器来获得,即大电流信号从空心互感器得到,小电流信号从铁芯互感器得到。空心互感器(Ro go wski 线圈)直接套在低压线路上,由于没有铁芯,所以在电流较大时不会出现磁饱和,测量范围大,在几十安到几万安的电流范围内,都能保持良好的线性度,所以它作为过负荷电流和短路电流的检测是很合适的。但是,空心互感器在测量小电流时输出信号小,使得采样和A/D 转换误差大,测量精度低,因此采用铁芯互感器对电参数进行测量。保护信号和测量信号来自不同的电流互感器就兼顾了电流的检测精度和范围。
接地故障电流信号的取得,可在低压线路中性线上接一个铁芯互感器测得中性线电流I N ,则接地电流I G 为:
I G =I A +I B +I C -I N (1)当I G 不为零时,说明发生了接地。接地电流较小,需要将信号放大。要说明的是,不能根据I N 是否为零来判断是否发生了接地故障,因为当三相电流不平衡时也有中性线电流。
电压信号由电压互感器获得,作为测量和欠压、失压保护。
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以上信号经过模拟滤波后进入87C196KC CPU 内的模/数转换单元,87C196KC 芯片内置有多路电子开关、采样保持器和一个10位的8通道ADC,由ADC 转换为数字信号。1.4 执行电路
智能脱扣器实时检测和处理过负荷、短路和接地等故障信号,按预先设计好的保护特性要求,控制执行元件分断断路器,达到保护的目的。
执行元件采用带永磁保持的电磁铁,正常工作时由永磁体保持吸合状态。动作时,执行电路接收CPU 发出的脉冲控制信号,脉冲电流流过线圈产生反向磁通,抵消永磁体磁通,由执行元件中的反力弹簧推动动铁芯,带动断路器分断。其脱扣执行电路如图2
所示。
图2 断路器脱扣执行电路
图2中,当低压线路正常运行时,CPU 来的信号为高电平,比较器N 1、N 2和N 3输出均为低电平,单稳电路处于稳态,复合管V T 截止,执行元件线圈Q 无电流通过。当CPU 发出断路器跳闸脉冲(负脉冲)后,N 1输出正的方波脉冲,N 2也应该输出正的脉冲,但由于N 2输出端接有电容C ,所以N 2给电容C 充电,电容上电压逐渐升高,充电时间约2ms 。因此,来自CPU 的跳闸脉冲宽度应大于2ms(实际取为4ms)。N 2输出端接的R 7、C 起抗干扰作用,当有很窄的干扰正脉冲到来时,因C 充电需要一定的时间,干扰脉冲就不起作用。当接到比较器N 3的同相端(+)的电容C 上的电压超过反相端(-)电压时,N 3输出高电平,触发单稳电路,单稳电路输出3~6ms 宽的正脉冲,加到复合管V T 上,VT 导通,有电流流过线圈Q,断路器跳闸。1.5 电源
本设计方案中采用双电源供电方式,只要其中任何一路电源正常工作,即可可靠给智能脱扣器供电。一路电源为自生电源,用速饱和铁芯电流互感器从主电路感应获得电源。但是,该电源在主电路电流较小时不能工作。另一路电源为辅
助电源,由外部提供,它不仅在主电源不能工作时提供电源,还可在断路器断开(主电路停电)的情况下,使智能脱扣器继续工作,如参数整定、状态显示、通信。1.6 通信接口
采用RS-485串行通信方式,其最大通信距离为1200m,此时的数据传输速率为100kbps;如果通信距离为120m,则数据传输速率可达到1Mbps 。为了简化通信机制,采用只有2条信号线的最简型连接,单片机输出的TTL 逻辑电平通过光电隔离后,由M AX485芯片转换为RS-485电平。其具体电路与实现方法参考文献[2]。1.7 抗干扰设计
智能脱扣器的抗干扰能力在很大程度上决定断路器能否正常工作和动作的准确性和可靠性。在硬件设计中采用电源滤波、屏蔽、隔离和接地等,软件设计上采用数字滤波技术、软件陷阱和watchdo g 等技术。本系统采用了1片串行EEP 2RO M 存储器芯片X25043,其内部集成了Watchdog 定时器、上电复位控制器,通过简单的编程可以在程序运行失控或陷入死循环时,使系统复位并重新启动。
2 软件设计
软件设计主要分为两部分:主程序和中断程序。主程序包括:数据采集与计算;故障的逻辑判断、保护特性与跳闸脉冲输出;键盘扫描和液晶显示的处理;通信数据的接收、处理与发送等子程序。中断程序包括:定时器中断、键盘中断、通信中断等。
对于低压电网的测量与保护,每周波(对于基波)模拟量的采样点数可为12点,16点,20点或24点,即采样间隔T s 在0.8~1.8ms 之间。本方案用单片机以1ms 的时间间隔对电流信号进行采样,采样周期由定时器提供,每一周波采集20个采样点。由采样数据按下式计算出电流有效值: I =
1N E N -1k =0i 2k
(2)式中:N 为每周波采样点数(N =20);i k 为电流第k 次离散采样值。
根据计算出的电流有效值,如果电流超过预先设定的瞬时动作电流,立即由CPU (下转21页)
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增量式PID算法输出的是增量值$u(n),当系统发生故障或停电时,输出突然下降为零。此时只对本次输出增量有影响,而不会对系统造成大的危害。因为步进电机具有保持作用,仍保留着上一次输出值所对应的转角,不致使刀架作大幅度位移,从而保证工件不被损坏。
为使编程简便,不妨将增量式PID算式(4)合并同类项,从而得:
$u(n)=Ae(n)+Be(n-1)+Ce(n-2)(6)比较式(4)和式(6)得:
A=k p(1+T
T I+
T D
T)
B=-k p(1+2T D T)
C=k p T D T
A,B,C三系数可预先设计计算好,并存入相应单元中。根据式(6)和图4,可画出增量式PID 算法程序框图,如图5所示。
根据图5,本系统用汇编语言能方便地编写出源程序。程序中用到的常数R(指令脉冲)从8255的I/O口输入。
4结束语
本文是针对研制加工大螺距数控系统提出的几个理论问题和控制算法,稍作修改,
就可以推广
图5增量式PID算法程序框图
到其他生产过程的控制中去。经过调试完全达到设计和生产工艺的要求,得到满意的结果。
参考文献:
[1]魏余劳,等编1微机数控原理设计及应用[M]1成都:西
南交通大学出版社,19881140~1921
[2]泳洪1机床数控系统设计基础[M]1北京:机械工业出
版社,19841197~2041
[3]焦尚仁1微机控制技术[M]1北京:轻工业出版社,
1988195~1001
收稿日期:2003-11-20
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发出断路器跳闸脉冲信号;如果电流在反时限动作范围,则按预先设置的I2t反时限动作特性,查表决定延时时间。延时时间到,则由CPU发出跳闸脉冲信号。
根据电流、电压的采样值,不难计算出电压有效值、有功功率、无功功率、电能等电参数[3]。
3结语
随着配电自动化的发展,开关设备智能化是必然趋势。国外一些公司在推出各种各样的智能化开关设备的同时,还在大力研究开发智能型低压配电系统,并有产品投入电网运行。在这一领域,国内也开始了研究与产品开发。
本文介绍的智能型脱扣器是智能化低压断路器的核心,所阐述的设计方案具有电路简单,易于实现的特点,能够实现低压开关设备的智能化。
参考文献:
[1]刘复化.8XC196KX单片机及其应用系统设计[M].北
京:清华大学出版社,20021
[2]黄绍平,秦祖泽.智能化电器的RS-485通信设计[J].
低压电器,2003(3)1
[3]黄绍平,秦祖泽.智能化电器的设计[J].电力系统自动
化,2003,26(23)1
收稿日期:2003-08-26
作者简介:黄绍平(1964-),男,1985年合肥工业大学电力系统及其自动化专业毕业,学士学位;现为湖南大学控制工程专业工程硕士,副教授职称,从事电力系统及其自动化的教学与研究工作。目前的研究方向为:无功补偿、智能化开关设备。
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数控#数显)))大螺距加工数控系统的建模研究机床电器200413
1低压断路器及智能化脱扣器概述 1.1 低压断路器 随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。 特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。 1．2 脱扣器的发展过程 脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。 早起的脱扣器是空气断路器采用的电磁式过电流脱扣器，该脱扣器只能实现瞬时保护功能。随着断路器的发展，其额定工作电压，电流以及分段能哭和保护功能不断发展，脱扣器也随之发展起来。在采用油阻尼，空气阻尼，钟表结构等作为延时元件后，脱扣器实现了过载延时和短路延时等功能。采用热双金属片的热
式脱扣器也逐步出现，到20世纪60年代初，由于电子技术的普及和应用，出现了半导体脱扣器。现用的脱扣器出来热式脱扣器，电磁式脱扣器外，还有半导体是脱扣器。进入20世纪90年代初依赖，低压断路器的保护紧跟国际发展趋势，由电子式向数字智能化方向发展，脱扣器的过流脱扣系统由微处理器控制。它除了保持了电子式脱扣器的各种优点外，还具有保护精度高，调节范围广，操作方便等特点。特脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。 早起的脱扣器是空气断路器采用的电磁式过电流脱扣器，该随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。 特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。 脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。
《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器 设计与制作 设计要求： 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛； 2、主持人控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答 的开始； 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能； 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由 主持人设定； 5、具有报警功能。 成绩：评阅人： XX科技学院理学院
8路智力抢答器 设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 一、设计要求 （一）设计指标 1、计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、 2、 3、 4、 5、 6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0——S7。 2、给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，
同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。 5、参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 6、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 （二）设计要求 1、画出电路原理图（或仿真电路图）； 2、元器件及参数选择； 3、电路仿真与调试； （三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 （四）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 二、原理框图 抢答器系统原理框图如下所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时
低压断路器型号的含义是什么？ 举例： HUM18-63C32/1 HU-----企业代号(环宇)，M18---产品型号，63-----壳架等级， C------使用类别:照明电路(或者一般电路) 32-----额定电流，1-------1P(1极) 断路器DW17-400/3：DW-万能自动空气断路器； 17-设计代号；“-400”-额定电流(A)；“/3”-3极。 （1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流；（大概有99%的设计者做到了这一条）。 （2）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。（大概有30%的设计者注意到了这一条）。 （3）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力；（大概有10%的设计者注意到了这一条）。 （4）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍；（大概有5%的设计者注意到了一条）。 （5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。 问：空气开关（断路器）的极性和表示方法是怎样的？ 单极220V 切断火线（小型断路器） 双极220V 火线与零线同时切断（DPN零线火线双进双出断路器） 三级380V三相线全部切断 四级380V三相火线一相零线全部切断。 断路器极数选用 对于微型断路器来说，1P+N、1P、2P一般都用来作为单相用电器的通断控制，但效果不同。 1P------单极断路器，具有热磁脱扣功能，仅控制火线（相线）； 1P+N----单极+N断路器，同时控制火线、零线，但只有火线具有热磁脱扣功能；2P------单相2极断路器，同时控制火线、零线，且都具有热磁脱扣功能。 所以,可以得出以下结论： 1、为减少成本，用1P就可以，但上级断路器必须有漏电脱扣功能，检修时为防止火、零错乱造成事故，必须切断上级电源； 2、为检修时避免1条的问题，可用1P+N（即DPN）； 3、用2P的理由：对于同样是18mm模数的断路器壳体而言，内部装1P和装1P+N 是有区别的，前者在短路事故状态下的“极限分断能力”肯定要高于后者，毕竟空间是影响分断能力的一个重要因素。所以，对于比较重要、检修与操作频繁、容易出现故障的用电回路，最好还是用2P（成本高些）。 1P+N=一极+零线保护的（如室内用电保护），常用于室内；1P=单极的，常用于单相小负荷（如室内照明回路）；2P=二级，常用于较大负荷（如室外照明回路）。P---极。1P就是一个单个的开关，2P就是俩开关，1P+N就是开关内部一个
浅谈低压万能式断路器 摘要：本文针对低压万能式断路器在实际设计和应用中碰到的一些有争议的问题进行了一些探讨，通过较详细的分析和总结后，发表了个人的观点；通过深入现场学习，对万能式断路器在投入运行后出现的故障情况及原因进行了一些总结，并提出解决方案；针对日新月异的新技术在断路器方面的应用，本文作了一些未来发展的展望。关键词：低压万能式断路器设计与应用问题探讨实际运行故障分析新技术发展方向一、设计和应用中几个问题的探讨 1、过电流脱扣器电流整定值的探讨 如何让低压断路器准确的动作，既起到有效的保护作用，又尽量提高供电可靠性，主要是要准确的对过流脱扣器的各种参数进行整定。 长延时整定值Ir1对低压断路器来说是一个最重要也是最基本的参数，可整定在(0.4~1)In 范围之间。但整定值到底应是多少，一直没有定论，保守者认为应整定为1.1倍的变压器额定电流,以有效保护变压器；也有人认为应整定为1.5倍的变压器额定电流,因为他们认为变压器超负荷1.5倍也应能持续运行一段时间,以提高供电可靠性。大部分人认为应整定为1.2~1.3倍之间。本人就此问题查阅了很多资料，但一直找不到针对性的分析资料，因此只能根据一些相关资料自己来分析探讨。根据变压器允许承受的过负荷情况，在环境温度20℃，油浸式变压器超负荷50情况下，允许运行1小时。根据国家制定的断路器生产标准，断路器通过的电流达到1.3倍的整定值Ir1时即电流值达1.3*Ir1时,要求在1小时之内自动断开。假设将断路器的整定电流Ir1整定为变压器额定电流的1.2倍,断路器通过电流达到变压器额定电流的1.2*1.3=1.56倍时,断路器在1小时之内动作。基本符合，在环境温度20℃，油浸式变压器超负荷50情况下，允许继续运行1小时的要求。因此在使用油浸式变压器情况下，长延时过载脱扣器电流整定值整定为变压器额定电流的1.2倍较合理。干式变压器过载能力比油浸变压器略差，因此在选择整定值时应适当变小。 2、断路器分断能力的探讨 如何让断路器在最严重的短路电流情况下能准确动作的同时，自身不会被损坏，主要是要对短路分断能力进行校验和选择。断路器框架选定时，短路分断能力电流也已确定，无需整定。断路器的短路分断能力理论上都能满足三相短路电流情况下的分断，但实际运行中还是会出现短路电流烧毁断路器的情况发生，现作简单分析如下： 首先计算一下短路电流，变压器副边短接，原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。因此副边的短路电流（三相短路）为I(3)=Ite/Uk，此值为交流有效值。在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)。以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗，因此短路电流将减小。以浙江电器开关有限公司生产的ZW1型的低压万能式断路器为例，框架电流为2000A时，额定短路分断能力为50KA。假设变压器额定电流达到了框架电流2000A，变压器选择S9型时，Uk=4.5,出线侧的三相短路电流为I(3)=2000/0.045=44KA。50KA＞44KA,理论分析分断能力满足要求。从实际运行情况调查来看，如果变压器额定电流接近框架等级电流时，断路器的分断能力理论上大于三相短路电流，但偶然也会出现断路器质量问题，实际分断能力小于理论分断能力，此时有可能出现烧毁断路器情况。因此从分断能力的裕度和将来扩容等方
课程设计报告 课程名称电器智能化原理及应用 课题名称基于单片机智能化脱扣器的设计 专业 班级 学号 姓名 指导教师钟义长 2010年12 月20 日
课程设计任务书 课程名称电器智能化原理及应用 课题基于单片机智能化脱扣器的设计 专业班级 学生姓名 学号 指导老师 审批 任务书下达日期2010 年12月6 日 任务完成日期2009 年12 月20 日一、设计内容与设计要求
1. 设计内容： 基于单片机智能化脱扣器的设计 2．设计要求： 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，说明书撰写等具体要求） 1. 合理脱扣电路的总体方案并画出方框图； 2. 实现以下功能：①四段保护功能，包括过载长延时、断路瞬时和短延时、单相接地的保护功能。②电流表和电压表功能，能显示各相电流、电压值。③参数整定和试验功能，可对脱扣器的各种参数(电流、时间等)进行整定;可对脱扣器的各种保护特性进行检查。④远端监控和自诊断功能，当脱扣器发出分断断路器信号时，能通过触头或光藕输出，向远端发出报警信号;脱扣器也具有本机故障诊断功能，并进行报警。⑤负载监控和热记忆功能，负载监控是当断路器运行电流达到设定限时，能发出预警信号。⑥通信功能，脱扣器具有串行通信接口，能与远端计算机、PLC等进行连接，实现遥测、遥调、遥控、遥信功能。 3. 用16K纸和protel99绘制详细电路原理图，电路图应符合电气要求； 4. 设计并用16K纸绘制软件流程图，流程图要模块化并具有可读性（即根据流程图知道程序功能实现过程）；编制模块化源程序； 5. 按学校课程设计说明书撰写规范提交一份课程设计说明书（6000 字左右）； 6.设计说明书应详细说明设计思路、特点和电路工作原理，并通过计算表明所设计的系统满足测量精度和要求的功能。 7.写出心得体会。 二、进度安排 第 14 周星期一内容介绍与查找资料 星期二总体电路方案确定 星期三～星期五电路分析、设计 第 15 周星期- ～星期四电路设计、仿真及调试 星期五资料整理及答辩 附： 课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。 正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。 正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图）；三、主要功能的实现（至少要有一个主要模块的流程图）；四、程序调试；五、总结；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）。 正文总字数要求在5000字以上（不含程序原代码）。 电气信息系课程设计评分表
目录 第一章概述 (1) 1.1 智能抢答器的简要介绍 (1) 1.2 抢答器的控制要求 (1) 1.3 抢答器的控制特点分析 (2) 第二章硬件电路设计 (2) 2.1 PLC机型的选择步骤与原则 (2) 2.2 LED显示器的设计 (4) 2.3 PLC与七段数码管直接连接阻值计算 (4) 2.4 IO分配表 (5) 第三章程序设计 (5) 3.1 梯形图设计 (5) 3.2 程序运行过程分析说明 (8) 第四章组态简介 (9) 4.1组态王的简单介绍 (9) 4.2关于组态的设计 (10) 4.3组态王的运行结果 (12) 总结 (13) 文献参考 (14)
皖西学院2013届本科课程设计报告 第一章概述 1.1 智能抢答器的简要介绍 抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用PLC来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题；而且其控制方便、灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可以改变竞赛抢答器的抢答的方案。 1.2 抢答器的控制要求 （1）竞赛抢答器能使4个队同时参加竞赛抢答。 （2）设裁判队为裁判台，参赛队为参赛台。裁判台设有音响和裁判灯，并设有开始按钮SB0和复位按钮SB5；参赛台设有按钮。1-4号参赛台分别对应按钮SB1-SB4。 （3）智能抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下开始按钮SB0后30s内抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器将发出“违规”信号。30s时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时显示，并由数码管显示出抢到题的参赛队号。抢到题的队必须在30s内答完题，如30s内还没答完，则作超时处理。赛场还设有时间数码显示器和显示抢到答题队号的数码显示器。 （4）在某个题目结束后，裁判员按下裁判台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答做好准备。 表1-1各硬件与座位的对应关系
脱扣特性曲线的意思，应用场合不同会有不同的特性曲线（电流-脱扣时间）。B特性适用于纯阻性负载和低感照明回路； C特性适用于感性负载和高感照明回路； D特性适用于高感负载和较大冲击电流的配电系统； K特性适用于电机保护和变压器配电系统； 他们的热脱扣特性和电磁脱扣特性是不一样的 特性字母后面的数字是指额定电流 如果想有更深的了解可参照GB10963 瞬时过载能力，B：2倍、C：5倍、D：10倍 IEC60898 标准规定的III 级限流要求 B 型曲线： 保护短路电流较小的负载(保护短路电流较小的负载) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围(3～5) In C 型曲线： 保护常规负载和配电线缆(配电保护) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围(5～10) In D 型曲线： 保护起动电流大的冲击性负荷(如电动机，变压器等)(动力保护) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围(10～14) In K型脱扣曲线：具备1.2倍热脱扣动作电流和8～14倍磁脱扣动作范围，适用于保护电动机线路设备，有较高的抗冲击电流能力――――――――――――――――― 对于微型断路器来讲，共有四种磁脱扣曲线类型的断路器，脱扣曲线A/B/C/D 1、A型脱扣曲线：磁脱扣电流为（2-3）In,适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量回路或线路长且电流小的系统
2、B型脱扣曲线：磁脱扣电流为（3-5）In，适用于保护住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护 3、C型脱扣曲线：磁脱扣电流为（5-10）In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路 4、D型脱扣曲线：磁脱扣电流为（10-20）In，适用于保护具有很高冲击电流的设备，如变压器，电磁阀等 如果是微断的话：B型是3~5倍额定电流时脱扣C型是5~10倍额定电流时脱扣D型是10~14倍额定电流时脱扣按断路器脱扣反时限的特性（也就是说过载电流越大，脱扣时间越短），和脱扣特性曲线图（主要是看在多大的电流下多长时间左右脱扣）。然后按用电设备的要求来选用。一般照明可以选B型或C型（选C型情况更多，属于常用的），动力设备或小型（小功率）电机可以选D型。
低压断路器智能脱扣器的设计与实现 黄绍平,李永坚(湖南工程学院,411101) 摘要:智能化开关设备是在传统开关设备中引入计算机技术、数字处理技术和通信技术而形成的新一代开关设备。本文介绍了低压断路器智能脱扣器的设计方案和具体实现方法,这种智能脱扣器具有测量、保护、通信和断路器状态在线监测等功能。文中着重阐述了硬件系统的原理和具体电路,并对软件设计要点进行了介绍。 关键词:低压断路器;智能脱扣器;测量;保护 中图分类号:TM561文献标识码:B文章编号:1004-0420(2004)03-0008-03 Design and implement on intellectualized release of low voltage circuit breaker HUANG Shao-ping,LI Yong-jian (Hunan Institute of Engineering,411101) Abstr act:Intellectualized switchgear is a new generation switchgears,which syncretizes microco mputer technology,digi2 tal processing technology,and communication technolo gy.In this paper,a design project and the implement methods for the in2 tellectualized release of low voltage circuit br eaker are introduced.This kind of intellectualized r elease have some functions, such as measurement,protection,co mmunication and on-line monitor ing fo r the status of cir cuit breaker.The principle of its hardware system and the detailed circuits ar e explained,and the design points of software are o ffered. Key wor ds:low v oltage cir cuit breaker;intellectualized r elease;measurement;protection 0引言 低压断路器(又称自动空气开关)是低压电网中一种重要的控制电器和保护电器,应用非常广泛。低压断路器一般由触头系统、灭弧装置、脱扣器和操动机构等4部分组成。其中,脱扣器是低压断路器的检测和故障处理单元,它对被保护电路进行电参数的检测和判断,决定断路器是否动作和如何动作。传统的低压断路器采用电磁式和热式脱扣器,其动作精度低,动作值整定困难;而且,为了获得不同的保护特性,要配置不同的脱扣器。随着配电自动化的发展,使用传统脱扣器的低压断路器已不能适应新的要求。于是,运用计算机技术、数字信号处理技术和通信技术的智能脱扣器成为国内外开关电器行业的研究开发热点。 智能脱扣器也叫做智能控制器或智能控制/保护单元,它一般具有以下功能: a.保护包括电流三段保护(长延时过电流、短延时过电流、瞬时短路)、单相接地故障保护、欠压保护等,而且保护参数可设定; b1测量可测量电流、电压、频率、有功功率、无功功率、功率因数、电能等各种电量,并可以显示; c1断路器状态在线监测例如:1断路器操作次数统计)))监测断路器是否达到规定机械寿命次数或达到需要进行维修的次数;o开断电流加权值)))间接监测断路器触头的电磨损,预测其剩余电寿命; d1通信智能脱扣器与配电自动化系统的主控计算机(上位机)进行通信,一方面,上传电参数测量值、断路器工作状态(断开还是闭合)、故障信号、断路器自诊断信息等;另一方面,上位机可对断路器进行遥控(断路器分、合闸)、遥测、遥调(调整保护整定值)、遥信的/四遥0功能。目前,世界上各大开关电器制造商均推出了智能型低压断路器(装有智能脱扣器的断路器),如ABB公司的F 系列,施耐德公司的M系列,西门子公司的3W N 系列和3VF系列,三菱公司的AE系列等,这些产品均在国内有所应用。国内一些电器厂家也推出 ) 8 ) 机床电器2004.3研究#开发)))低压断路器智能脱扣器的设计与实现
HSW1型智能型万能式低压断路器检修规程 1 范围 1.1本规程适用于杭州之江开关股份有限公司生产的智能型万能式断路器规程。 1.2本规程适用于#5、#6机组中的所有低压智能型断路器。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改或修订版均不适用于本标准，然而，其鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》 1EC60947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》 DL/.T596.1996电气设备预防性规程 DL/.T617.1997气体绝缘金属封闭开关设备技术文件 华北电力集团公司二000年《电力设备交接预防性试验规程》 3 总则 3.1本规程规定了HSW1系列智能型万能式低压断路器 3.2预试项目按相关标准执行 4 型号含义 5 结构特点 断路器为全体布置形式，且有结构紧凑，体积小的特点。 触头系统封闭在绝缘底板内，且每个触头边都用绝缘板隔开，形成一个小室，智能型脱扣器，手柄操作机构，电动操作机构依次排在前面形成各自独立的单元，如其中一个单元坏了，可将其拆下换上新的一般无需检修。 企业代号 极数（四极标以4，三极时不标） 断路器的壳架等级额定电流 设计序号 万能式断路器 HS W 1
6主要技术参数 6.2断路器的最大耗损功率（环境温度﹢40℃）。 HSW1—1000 三级210V A 四级250V A HSW1—4000 三级1200V A 四级1220VA HSW1—2000 三级360V A 四级420V A HSW1—6300 三级1250V A 四级1350V A HSW1—3200 三级870V A 四级1020V A 断路器在不同环境温度下额定电流变动表见下表 注：以上数据仅作为指导、参考用 7 检修周期和内容 因其断路器机械、电器特殊性一般无需检修只能做一般性检查。 7.1周期为小修每年2次 大修随机组大修新投运一年后大修。 7.2检修内容 投运以后的断路器应定期进行清扫，以保持绝缘件，导电件表面的清洁，紧固各部螺丝，以免过热。 检查各部连接销子，有无磨损或丢失。 定期对断路器各转动部位，加润滑油、防止机械犯卡，定期对断路器上一次隔离插头的接触部位应定期清理并涂上新的导电膏。 定期清扫母线，紧固母线各连接螺丝。 临时性检修根据运行情况再定。
四人智力抢答器课程设计 报告 Prepared on 22 November 2020
数字电子技术课程设计报告 设计课题: 四人智力竞赛抢答器 学院: 专业: 电子信息工程 班级: 2010级电信(1)班 姓名: 学号: 日期 2012年 12月9日——2012年12月23日指导教师:
摘要 在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。 通过本学年的《数字电路技术》的学习我们知道了它的原理其实是比较简单的，主要就是通过四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统控制选手的抢答情况，再通过逻辑电路将输入开关、脉冲及输出LED灯、数码管和扬声器连接起来即可。电路由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路主要由74LS175，即4D触发器来构成抢答锁存器，由主持人来控制74LS175的清零端。当清零端为高电平“1”时，选手开始抢答，最先按键的选手相应的LED发光二极管发光，并且扬声器发出声音，同时，由4个Q及门电路组成的锁存电路来控制其他选手再按键时不再起作用。扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，并且在设计中加入了报警电路，以提示选手和观众。 经Proteus仿真软件验证抢答器原理图无误，可实现设计所要求功能。 关键词：四人智力竞赛抢答器、74LS175、脉冲、锁存器 目录 1 设计任务及要求 (1) 2 比较和选定设计的系统方案、画出系统框图 (1) 方案比较 (1) 系统框图 (3)
3单元电路设计、参数计算和器件选择 (3) 抢答电路设 (3) 定时电路设计 (6) 报警电路设计 (9) 4完整的电路图及电路的工作原理 (10) 完整电路图 (10) 工作原理..............................................................................11 5经验体会. (12) 参考文献 (12) 附录A：系统电路原理图 (13) 附录B：元器件清单 (14)
低压断路器的结构和工作原理? 断路器，在电路中作接通、分断和承载额定工作电流，并能在线路和电动机发生过载、短路、欠压的情况下进行可靠的保护。断路器的动、静触头及触杆设计成平行状，利用短路产生的电动斥力使动、静触头断开，分断能力高，限流特性强。 短路时，静触头周围的芳香族绝缘物气化，起冷却灭弧作用，飞弧距离为零。断路器的灭弧室采用金属栅片结构，触头系统具有斥力限流机构，因此，断路器具有很高的分断能力和限流能力。 具有复式脱扣器。反时限动作是双金属片受热弯曲使脱扣器动作，瞬时动作是铁芯街铁机构带动脱扣器动作。脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣3种。. 空气开关内部比较精密，原理却甚为简单。它在入线和出线间串了个10几20圈的电感，电流足够时吸合带动机械杠杆而动作保护。比较安全又不用换保险，是很好的推荐。 自动空气开关也称为低压断路器，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。 自动空气开关具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。 低压断路器的结构和工作原理 自动空气开关由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成 自动空气开关的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。
低压断路器 一、低压断路器得分类 低压断路器（曾称自动开关)就就是一种不仅可以接通与分断正常负荷电流与过负荷电流,还可以接通与分断短路电流得开关电器。低压断路器在电路中除起通断控制作用外,还具有保护功能,如过负荷、短路、欠压与漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作与电动操作，有得还可以实现远方遥控操作。 低压断路器得分类:低压断路器得分类方式很多 按结构形式可分为: 框架式断路器(AＣB)又称开启式、万能式断路器。比如ABB得Ｆ、Emax系列、施耐德得M、MＴ系列、穆勒得IZM系列、西门子得WＬ系列、国产得DW系列等。框架式断路器所有零件都装在一个绝缘得金属框架内，常为开启式，可装设多种附件,更换触头与部件较为方便。有手操动、储能式、非储能式以及电动式等操动形式。按安装方式可分为固定式与抽屉式两种,固定式外壳采用金属材料,外形尺寸较大,防护等级较低;抽屉式采用工程塑料外壳,结构较为紧凑,防护等级高,检修方便，多用在电源端总开关。过电流脱扣器有热磁式、电磁式(单磁)、电子式与智能化脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时三段保护及接地保护,每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内可选择或调整。随着微电子技术得发展,现在部分智能型断路器具有区域选择联锁功能,充分保证了动作得灵敏性与选择性。ACＢ得最大特点就就是容量大、极限短路分断能力高与足够得短时耐受电流,有得断路器得额定电流高达500０Ａ，额定短时耐受(允许)电流Icｗ高达１００kA (1S)。这使得ＡCB得有很好得选择性与稳定性。ACB得功能完善但价格贵,多用于作为低压配电系统得主开关,以及重要得、负载较大得主干线得保护。 塑壳式断路器(ＭＣCB）又称装置式断路器,比如ＡBB得lsｏmａxS、Tｍａx系列、施耐德得ＮS、ＮＳX系列、国产得DZ20系列等。所有零件都密封于外壳中,辅助触点、欠压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化,由于结构非常紧凑，MCＣB基本不能检修。MCCＢ多为手动操作,大容量也有选择电动操作。由干电子式保护脱扣器得应用,MCCB也具备了三段保护特性，但由于价格因素，采用热磁式或电磁式脱扣器得断路器用量更大。ＭCCB得特点就就是体积小、接触防护好、安装使用方便、价格相对便宜。但与AＣＢ比，MCＣB得容量小,短路分断能力低，选择性与短时耐受能力差。近年来新型MCCＢ容量已经做到3000A，极限短路分断能力高达150ｋＡ以上，但因结构上得原因，短时耐受能力就就是最大短板，使选择型MCCB 得应用受到局限。由于上述原因，MＣCB主要用于未端线路与一些分干线,主要作电动机、小容量配电线路。 还有一类叫微型断路器（MCＢ)又称微断,比如ABＢ得S25０系列、施耐德得C65系列、国产得DZ4７系列等。实际上也就就是塑壳断路器得一种,因其体积很小把它另列，微断得特点就就是结构紧凑、接触防护好、安装使用方便、价格便宜,与塑壳式断路器相比容量更小,短路分断能力更低,短时耐受能力更差,主要做微小型电动机、小容量配电线路与照明保护与家用。 按保护负载性质与特性可分为:配电保护型、电动机保护型与家用保护型断路器。 按脱扣器类型可分为：电磁(单磁)脱扣器、热磁脱扣器与电子脱扣器,电子脱扣器还可分为拨动开关式、智能数显式。 按使用类别分为非选择型(Ａ类)与选择型(B类)。 A类,这类断路器不设置任何脱扣延时,只要达到定值立即跳闸。承受短路得时间就就就是瞬时脱扣器动作得时间。此时选择断路器可按Icｓ或Ｉcｕ满足短路预期电流,考虑到更严格一些得使用条件,一般我们习惯按Ｉcs满足短路预期电流选择。
智能脱扣器（电子型过流脱扣器）简介 智能脱扣器主要功能简而言之是过流保护（短路、过载保护），是用电子元件来完成传统断路器上双金属片的过载保护和磁轭与衔铁组成的短路保护。 传统的过流脱扣器（由双金属片受热变曲和短路时大电流产生的电磁力使断路脱扣）简称为热动电磁型过电流脱扣器。 智能脱扣器（由电流采样互感器，对流过断路器的采样，经过单片机进行处理和判断，由脱扣线圈执行脱扣，简称为电子型过流脱扣器，无论电子型还是热动电磁型，脱扣器应能满足GB14048.2-2001有关要求，并且对电子型有附加要求（见GB14048.2-2001附录F）。 主要是： 1．抗扰度试验（EMC电磁兼容性）。 2．干热试验。 3．温热试验。 4．热冲击试验。 5．射频发射验证。 电子型要完成传统热动电磁式的过流保护功能并不困难，而要防止电子型在各干扰情况下不出现误动作和拒动作现象是应特别注意的问题。另外还有一个要注要的问题，就是在大电流短路时，其脱扣速度是越快越好，脱扣速度的快慢将直接影响到断路器的分断能力。 电子型的工作原理： 通过电流采样互感器把通过断路器电流作为信号和工作电源取出（1、作为电流大小信号。2、作为电子元件的工作电源。3作为脱扣线圈的工作电源）。 单片机对采样信号进行判别（大小、及是否干扰信号等）。并作为相应的信号输出或执行脱扣。 例：1．负载电流的指示 2．预报警的指示 3．过电流的指示等 单片机也接受人们对过流保护动作特性曲线的设定，简单地说就是多大的电流对应多长的时间跳闸。通过旋动电子组件板上的6个电位器来完成。 例： 1.电流设置值Ir 2.长时延迟动作时间T L 3.短时延迟脱扣电流Is 4.短时延迟动作时间Ts 5.瞬时动作电流I I 6.预报警电流Ip 当单片机判定条件满足时触发可控硅，使脱扣线圈得电。从而使断路器跳闸。 下面对电子型脱扣器的旋钮及接口等作简要说明，以800型断路器为例。 70% 负载电流指示发光二极管 当流过断路器的电流≥Ir（A）×70%时（Ir：电流设定值）其发光二极管开始发光（发绿色光）。 例：Ir（A）旋钮指向400档 那么当流过断路器的电≥400A×70%（即≥280A）时，其发光二极管开始发绿色光。
低压断路器 一、低压断路器的分类 低压断路器(曾称自动开关)就是一种不仅可以接通与分断正常负荷电流与过负荷电流,还可以接通与分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起通断控制作用外,还具有保护功能,如过负荷、短路、欠压与漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作与电动操作,有的还可以实现远方遥控操作。 低压断路器的分类:低压断路器的分类方式很多 按结构形式可分为: 框架式断路器(ACB)又称开启式、万能式断路器。比如ABB的F、Emax系列、施耐德的M、MT系列、穆勒的IZM系列、西门子的WL系列、国产的DW系列等。框架式断路器所有零件都装在一个绝缘的金属框架内,常为开启式,可装设多种附件,更换触头与部件较为方便。有手操动、储能式、非储能式以及电动式等操动形式。按安装方式可分为固定式与抽屉式两种,固定式外壳采用金属材料,外形尺寸较大,防护等级较低;抽屉式采用工程塑料外壳,结构较为紧凑,防护等级高,检修方便,多用在电源端总开关。过电流脱扣器有热磁式、电磁式(单磁)、电子式与智能化脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时三段保护及接地保护,每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内可选择或调整。随着微电子技术的发展,现在部分智能型断路器具有区域选择联锁功能,充分保证了动作的灵敏性与选择性。ACB的最大特点就是容量大、极限短路分断能力高与足够的短时耐受电流,有的断路器的额定电流高达5000 A,额定短时耐受(允许)电流Icw 高达100kA (1S)。这使得ACB的有很好的选择性与稳定性。ACB的功能完善但价格贵,多用于作为低压配电系统的主开关,以及重要的、负载较大的主干线的保护。 塑壳式断路器(MCCB)又称装置式断路器,比如ABB的lsomaxS、Tmax系列、施耐德的NS、NSX系列、国产的DZ20系列等。所有零件都密封于外壳中,辅助触点、欠压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化,由于结构非常紧凑,MCCB基本不能检修。MCCB多为手动操作,大容量也有选择电动操作。由干电子式保护脱扣器的应用,MCCB也具备了三段保护特性,但由于价格因素,采用热磁式或电磁式脱扣器的断路器用量更大。MCCB的特点就是体积小、接触防护好、安装使用方便、价格相对便宜。但与ACB比,MCCB的容量小,短路分断能力低,选择性与短时耐受能力差。近年来新型MCCB容量已经做到3000A,极限短路分断能力高达150kA以上,但因结构上的原因,短时耐受能力就是最大短板,使选择型MCCB的应用受到局限。由于上述原因,MCCB 主要用于未端线路与一些分干线,主要作电动机、小容量配电线路。 还有一类叫微型断路器(MCB)又称微断,比如ABB的S250系列、施耐德的C65系列、国产的DZ47系列等。实际上也就是塑壳断路器的一种,因其体积很小把它另列,微断的特点就是结构紧凑、接触防护好、安装使用方便、价格便宜,与塑壳式断路器相比容量更小,短路分断能力更低,短时耐受能力更差,主要做微小型电动机、小容量配电线路与照明保护与家用。 按保护负载性质与特性可分为:配电保护型、电动机保护型与家用保护型断路器。 按脱扣器类型可分为:电磁(单磁)脱扣器、热磁脱扣器与电子脱扣器,电子脱扣器还可分为拨动开关式、智能数显式。 按使用类别分为非选择型(A类)与选择型(B类)。 A类,这类断路器不设置任何脱扣延时,只要达到定值立即跳闸。承受短路的时间就就是瞬时脱扣器动作的时间。此时选择断路器可按Ics或Icu满足短路预期电流,考虑到更严格一些的使用条件,一般我们习惯按Ics满足短路预期电流选择。 B类,这类断路器为了实现选择性在小于Icw的短路时延时一定时间脱扣。此时选择断路器就必须按Icw满足短路预期电流。
学年论文 （课程论文、课程设计） 题目：四路智力竞赛抢答器 作者：戎飞 所在学院：信息科学与工程学院 专业年级：电信 09-1 指导教师：王建英 职称：讲师2011 年 06 月 24 日
四路智力抢答器 摘要 抢答器很广泛的用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程上丰富了人们的业余生活。本文介绍一种数字式抢答器，能使四个队同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，4个参赛台，分别为A号、B 号、C号、D号参赛台.抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。 数字抢答器由抢答电路,定时电路,报警电路,时序电路组成。优先编码电路,锁存器,译码电路将参赛选手的输入信号在显示器上输，通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,用控制电路和报警电路实现报警功能。以上几部分组成主体电路，从而构成数字抢答器。 关键字抢答电路定时电路报警电路 DXP Multisim 引言 当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，通过抢答和必答两种答题方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。那么也就必然离不开抢答器，而现在的抢答器朝着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场本文设计
的抢答器，电路简单，成本较低，操作方便，灵敏可靠，具有较高的推广价 值。 而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，各组一般要 进行必答和抢答，对必答一般有时间限制，到时有声响提示；对于抢答，要判 定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。抢答器 在竞赛中有很大用处,它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。通过抢答器 的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者。 正文 一、设计内容及要求 1、设计内容 设计一台供4名选手参加比赛的数字抢答器。 2、设计要求 （1）抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按钮S0 ～ S3表示。 （2）设置一个复位和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 （3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 （4）抢答器具有定时抢答功能。当主持人启动“开始”键后，定时器进行倒计时，同时扬声器发出短暂的声响。 （5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 （6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示0。
电气设计及选型指南 低压断路器 2017年6 月 试用本
前言 为指导本公司电气设计人员对低压断路器的设计及选型应用，特编制本《电气设计及选型指南低压断路器》试用本。 本《电气设计及选型指南低压断路器》试用本仅限公司内部使用，版权为本公司所有。 本《电气设计及选型指南低压断路器》试用本包括以下几部分： 定义； 分类； 功能及应用； 常用产品介绍。 因编制人员经验不足、水平有限、时间仓促，疏漏之处在所难免，为此首发试用本。欢迎业内人员对此试用本提出批评和指正。 电气 二零一七年六月
目录 前言............................................................................... I 目录.............................................................................. II 1定义 (1) 1.1断路器 (1) 1.1.1壳架等级 (1) 1.2低压断路器 (1) 1.3插入式断路器 (1) 1.4抽屉式断路器 (1) 1.5塑料外壳式断路器 (1) 1.6空气断路器 (1) 1.7真空断路器 (1) 1.8气体断路器 (1) 1.9剩余电流动作断路器 (1) 1.10浪涌保护器 (1) 1.10.1最大放电电流 (2) 1.11有关人力操作 (2) 1.12有关动力操作 (2) 1.13储能操作 (2) 1.14无关人力操作 (2) 1.15无关动力操作 (2) 1.16过电流 (2) 1.17短路 (2) 1.18过载 (2) 1.19脱扣器 (2) 1.20短路脱扣器 (2) 1.21脱扣电流 (3) 1.22断开时间 (3) 1.23分断能力 (3) 1.24短路分断（或接通）能力 (3) 1.24.1极限短路分断能力 (3) 1.24.2运行短路分断能力 (3) 1.25过电流保护配合 (3) 1.25.1过电流选择性 (3) 1.25.2全选择性 (3) 1.25.3局部选择性 (3) 1.26后备保护 (3) 1.27短时耐受电流 (3) 1.28剩余电流 (3) 1.29剩余动作电流 (4)