基于以太網通信的智能塑殼斷路器設計與研究.pdf

1、論文是以發(fā)展智能電網為背景，設計開發(fā)一種基于以太網通信的智能塑殼式斷路器控制器。塑殼斷路器作為低壓配電網絡的核心部件，不僅應該具有較強的可靠性，還應具備網絡化、信息化等高度智能化的特點，更能有效的保護負載系統(tǒng)安全和用戶效益。
　　智能塑殼斷路器控制器是以32位微處理器STM32F107V芯片為核心，集自生電源、電信號采集、雙向通信、故障預判和預警、負載監(jiān)控、三段電流保護、電能質量監(jiān)控、人機界面交互、遠程控制電動操作機構等功能為一體

2、，以太網通信可以作為實現區(qū)域選擇性連鎖及可快速安全恢復智能化功能的基礎。
　　三段電流保護是斷路器控制器的基本功能，包括過載長延時保護、短路短延時保護和短路瞬時保護。區(qū)域選擇性連鎖是借助于現代通信技術，通過數據交換來維持配電系統(tǒng)間各斷路器設備間的配合，是一種新的全電流選擇性保護技術。當發(fā)生短路或接地等故障時，離故障點最近的上級斷路器自動從整個配電系統(tǒng)中被隔離并產生相應動作，而系統(tǒng)內其他區(qū)域的設備不受影響，繼續(xù)保持供電，有效降低故障

3、引起的損失。
　　論文詳細介紹了智能塑殼斷路器控制器的結構組成，分析了自生電源的產生方法和可靠性保證，控制器中各功能模塊的電路原理設計、元器件的選型分析和控制器的PCB設計，包括PCB制板過程的可靠性設計和EMC保證。另外根據控制器功能需求給出了控制軟件的總體框架，設計并實現系統(tǒng)底層驅動程序。論文介紹了自生電源PWM調制算法、三段電流保護算法、故障數據存儲程序、Modbus/TCP通信協(xié)議的實現方法以及遠程PC監(jiān)控平臺功能實現等，

4、并對軟件抗干擾能力和性能優(yōu)化措施進行了分析。利用實驗室條件搭建控制器的調試實驗平臺，平臺以多個三相交流電機作負載對象，利用空心電流互感器檢測總的負載電流，并從負載電流中取電產生控制器的自生電源，在調試平臺上對控制器進行調試和性能分析，并對調試過程中出現的問題作了詳細判斷分析，對不足之處進行修改和完善。
　　最終斷路器控制器在調試平臺上經過反復測試，證明控制器具有良好的功能和優(yōu)越的性能，能夠順利、準確的實現上面所述的各項功能，達到項