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[行业技术文章]单片微处理器在漏电保护开关中的应用
更新时间:2013-01-26 发布:www.1024sj.com


摘要:本文简单介绍了单片微处置器工作原理与特点,同时提供了两种单片微处置器鉴相鉴幅漏电庇护开关电路框图,还提出了漏电庇护开关运用单片微处置器需注重事项。

要害词:漏电庇护开关鉴相鉴幅单片微处置器单片机

1单片微处置器简介

单片微处置器又称单片机,它是将组成微型计较机的各个功能部件,例如中心处置器CPU、数据存贮器RAM、法式存贮器ROM、输进输出电路I/O、按时/计数电路TCC、中断控制电路INT等电路集成在一块芯片中,在运用时单块芯片即可组成一个完整的微型计较机系统的微处置器芯片。年夜部门单片微处置器只能处置数字旌旗灯号,模拟旌旗灯号需进步前辈行A/D变换将其数字化后才能进行处置。

单片微处置器的泛起,为工业自动化控制、智能化仪器仪表等方面斥地了广漠的道路,而将单片微处置器运用于漏电庇护开关是提高漏电庇护开关产物质量,下降生产成本,提高产物品位的有用途径。

2今朝漏电庇护开关产物存在的错误谬误

今朝大都漏电庇护开关是电子电路组成的,其中有关时间控制电路及合闸次数控制电路年夜大都采用RC按时电路,而长时间RC按时电路需采用年夜容量的电容器,生产厂家斟酌到成来源根基因一般采用电解电容器。相比力而言,电解电容器是稳定性与靠得住性较差的电子元器件,电解电容的容量及漏电流不单与温度有关,还与电解电容使用时的工作状态有关,而且还与贮存期长短和贮存温度有关,电解电容器在切确电子电路设计中是最难掌控的元器件。

今朝交流电网使用的漏电庇护开关,非凡是作为总保与分保使用的漏电庇护开关普遍采用鉴相鉴幅技术,鉴相鉴幅漏电庇护开关具有各相突变更作活络度与线路固有漏电流的幅度及相位无关,突变漏电动作电流活络度与缓变漏电动作电流活络度可划分设置,整机抗干扰能力强、适用范围广等特点。

鉴相鉴幅漏电庇护开关一般设置三组突变量检测电路,还需要三相抽样脉冲形成电路、缓变电流检测电路、重合闸及脱扣闭锁电路等,其各电路之间逻辑关系复杂;鉴相鉴幅漏电庇护开关存在着年夜量与时间及与次数有关的电路,例如漏电庇护开关的分断时间控制电路、重合闸距离时间控制电路、重合闸次数控制电路、三相抽样脉冲形成电路等。由于鉴相鉴幅漏电庇护开关电路复杂、需调整元件多、使用RC按时电路,非凡是使用电解电容的RC按时电路,是造成今朝鉴相鉴幅漏电庇护开关生产进程工艺控制坚苦、生产效率较低、产物性能不十分稳定的主要缘由。

3单片微处置器在漏电庇护开关中的运用

单片微处置器的工作原理与其特点是:

(1)用0、1两种电平暗示二进制数字信息,擅擅长处置数字旌旗灯号。

(2)具有逻辑判定功能,也就是我们常说的具有"智能"。

(3)微处置器是在法式的控制下分时工作的,但其工作时钟很快,在较短的时间内可完成分歧的使命。

一般说来,凡是需要逻辑运算、逻辑判定、数制转换、开关量控制、按时计数的地方,都可运用单片微处置器。

凭据单片微处置器擅擅长作逻辑运算、逻辑判定与进行按时和计数、开关量控制工作的特点,单片微处置器在漏电庇护开关中的运用一般有两种方案,第一种方案是保留原漏电庇护开关的旌旗灯号放年夜、阀值检测等部件,仅将逻辑判定电路与按时和计数电路数字化,第一种方案单片微处置器控制的鉴相鉴幅漏电庇护开关电路框图见图1。


图1中,零序TA将线路中的残剩电流旌旗灯号转换成电压旌旗灯号,经旌旗灯号放年夜电路放年夜后送进三组鉴相鉴幅电路。三组鉴相鉴幅电路在单片微处置器A、B、C输出的控制下,划分采样并比力特按时刻的残剩电流值,在残剩电流变化且到达阀值时,鉴相鉴幅电路输出旌旗灯号到单片微处置器。单片微处置器凭据输进的旌旗灯号进行逻辑判定,在合适某相漏电流突变增加且到达额按时间值时,输出旌旗灯号到执行电路控制脱扣操作。

缓变电流检测电路在残剩电流到达或跨越额定值时输出旌旗灯号到单片微处置器,单片微处置器在缓变电流旌旗灯号到达或跨越额按时间值时输出旌旗灯号到执行电路控制脱扣操作。

单片微处置器凭据电源电路提供的交流电源时基旌旗灯号从A、B、C端分时输出三组鉴相鉴幅电路所需的采样控制旌旗灯号。

第二种单片微处置器控制的鉴相鉴幅漏电庇护开关方案是将漏电庇护开关零序TA拾取的残剩电流放年夜后即进行A/D变换,将模拟量的残剩电流数字化落后进单片微处置器,其变化的残剩电流阀值检测,逻辑判定与按时、计次均由单片微处置器处置,此方案又可称为全数字化方案。全数字化方案鉴相鉴幅漏电庇护开关非凡是选择带A/D变换部件的单片微处置器时,整体电路更为简洁,生产进程调试工作量更为削减,漏电庇护开关的稳定性更为靠得住,但其单片微处置器芯片价格较高。带A/D变换部件的单片微处置器的全数字化方案鉴相鉴幅漏电庇护开关电路框图见图2。

4漏电庇护开关中使用单片微处置器注重事项

单片微处置器技术上已比力成熟,在工业自动化控制、智能化仪器仪表、家用电器等方面运用已十分普及,但在漏电庇护开关中运用尚不多。缘由是单片微处置器在漏电庇护开关中运用时存在一些非凡情况,主要是漏电庇护开关运行情况电气干扰较强,出于生产成来源根基因,漏电庇护开关不成能在硬件上增加很多的抗干扰措施,因而造成产物在实验室情况工作完全正常,在现场实地工作时频仍泛起法式跑飞、法式锁死等现象和泛起功能紊乱的情况。漏电庇护开关使用单片微处置器时需注重的事项主要有以下几个方面:

(1)选择合适型号与规格的单片微处置器。今朝国内流行的单片微处置器有十数种,规格型号有上百种,漏电庇护开关选用单片微处置器型号与规格,非凡是设计阶段对单片微处置器的I/O口数目、法式存贮器、数据存贮器容量须适当留有余地,并斟酌到与以后产物的兼容。在其单片微处置器功能方面通常为够用就行。

(2)能用软件完成的使命尽量不要由硬件完成,充实阐扬单片微处置器可以以软代硬的特点。

(3)启用WATCHDOG(看门按时器)电路。启用WATCHDOG电路后,在单片微处置器法式跑飞、陷于死轮回时可实时将法式返回,再加以软件冗余技术及纠错措施,可充实提高系统工作的靠得住性。

(4)精心设计印刷电路板。在漏电庇护开关的印刷电路板排板方面多下功夫,合理分隔模拟电路与数字电路的走线与接地、分隔年夜电流、小电流回路与走线,可起到事半功倍的抗干扰效果。

5结论

采用单片微处置器处置漏电庇护开关中有关逻辑判定、时间及次数等参数,对提高漏电庇护开关的稳定性与靠得住性、简化生产工艺、下降整机综合成本等均有极年夜的积极意义。漏电庇护开关采用微处置器后,具有智能化及数据长时期记忆功能,可利便地控制多路漏电庇护开关系统与显示交流电源系统的电压、电流、频率等参量,还可显示漏电庇护开关的今朝工作状态、漏电庇护开关的历史工作状态等功能,并具有友好的人机界面,可以以较低的价格,较年夜地提高漏电庇护开关性能,既提高了供电质量与削减了供电治理者的无效力动,也进一步提高了漏电庇护开关的投运率,同时可获得较较着的经济效益。

张宝明浙江省临安市电信局(311300)
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