基于单片机的智能化断路器的设计 毕业的设计.docx

基于单片机的智能化断路器设计Design of Intelligent Circuit Breaker Based on MCU学生姓名：所在学院：所在专业：指导教师：职 称：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：目 录摘 要………………………………………………………………………………………IABSTRACT…………………………………………………………………………………II第1章 绪 论11.1 课题背景11.2 国内外现状和发展趋势11.2.1 发展现状11.2.2 发展趋势21.3 智能断路器的基本原理21.4 本文的主要内容3第2章 控制器的硬件设计42.1 单片机系统42.2 电压、电流互感器62.3 AD转换模块62.3 人机交互模块72.4 温度检测与时钟电路82.5 通信模块92.6 本章小结9第3章 控制器的软件设计103.1 主程序103.2 保护模块软件设计113.2.1 三段电流保护软件设计113.2.2 接地故障保护软件设计133.2.3 过电压、欠电压保护设计143.3 通信模块软件设计143.4 本章小结15第4章 控制器的仿真及分析164.1 基于Proteus的保护仿真模块164.2 过载长延时保护性能测试194.3 短路延时保护性能测试194.3 单相接地保护性能测试204.3 过压保护性能测试204.4 本章小结21结 论22参考文献23致 谢25摘 要低压断路器是供配电系统中的一种控制与安保装置，对供电系统起着举足轻重的作用。本文在断路器智能功能实现的基本原理上，对主控制单元进行了硬件和软件的研究与设计，从而实现断路器的智能保护功能。在学习和总结国内外文献和资料的基础上，设计了以Atmel公司的AT89C51芯片作为系统的控制核心，对现场的状态信息进行实时读取和判断，以实现故障判断及保护功能。硬件设计主要包括：CPU系统、数据采集模块、AD转换模块、人机交互模块、通信模块、温度检测与时钟电路；软件设计包括：三段电流保护、接地保护、过电压和欠电压保护、通信模块等软件的设计。最后，为了验控制器的智能保护效果，在proteus仿真环境下搭建了仿真模型，并对仿真结果进行了分析，数据表明控制器达到了设计要求。关键词：断路器；智能控制；单片机；proteus ABSTRACTLow voltage circuit breakers is a distribution network control and protection devices for safe and reliable operation of the entire power grid plays a vital role. In this paper, the basic principle of intelligent circuit breaker, intelligent control unit hardware and software design, intelligent circuit breaker protection.On the basis of studying abroad and summary information on the design with Atmels microcontroller AT89C51 bit control core, on-site data collection and real-time judge, in order to achieve fault protection. Hardware design includes: CPU system, data acquisition module, AD converter module, human-computer interaction module, communication module, temperature detection and clock circuit; software design includes: three sections designed current protection, ground fault protection design, overvoltage and undervoltage voltage protection design, communication module software design. Finally, in order to verify that the protective effect of the controller in proteus simulation software to build