1000A智能型万能式断路器设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告

题 目： 1000A 智能型万能式断路器的设计

学 院： 电气信息学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： xxx 学 号： 20110xxxx

指导老师： 梁 锦

2015年 6 月 15 日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。

4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。

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２．开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施

开题报告

一、课题的目的与意义

随着时代的进步，电子信息技术的发展，智能型断路器必将成为未来电器开关的领军主要发展。能断路器主要有万能式（又称框架式）和塑料外壳式两大类。还有一些特殊用途的断路器，如真空断路器等。而这次我所研究的课题便是，关于万能式断路器的相关的设计与研究——1000A智能型万能式断路器设计。

智能型万能式断路器适用交流50Hz，额定电压380V、660V，额定电流为200A-6300A 的配电网络中,主要用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路，单相接地等故障的危害，该断路器具有多种智能保护功能，可做到选择性保护，具动作精确，避免不必要的停电，提高供电可靠性。

与传统的断路器相比，智能型万能式断路器有着自身的优点。具有多种保护功能，有长延时、瞬时、短延时和接地故障(包括零序电流和剩余电流保护)防护，分别实现过载、短路延时、大短路电流瞬时动作及接地故障防护，保护灵敏度极高，调节各种参数方便，容易满足配电线路各种防护要求。另外，还可有级联保护功能，具有更良好的选择性动作性能。

二、课题发展现状和前景展望

万能式断路器从上世纪六十年代初开始先后开发了三代产品。但产品结构及工艺性尚需进一步完善，产品性能有望进一步提高。按行业发展史划分，ACB开发了三代产品：

1、第一代产品DW10；

2、第二代产品DW15（自主开发），引进ME、AH、3WE、AES。

3、第三代产品DW45（自行开发），是我国低压电器发展历史上推广最成功，可靠性与经济效益最好的产品。同期引进M、F、3WN6、AE-SS、MAGNUM、M-pact等系列产品。

目前三代产品并存，第一代DW10淘汰由DW16替代。2008年ACB总量已超过60万台。其中第三代产品比例按台数占45%，按产值占80%。

随着电网功率的提高，城乡居民用电的结构改变对供电电网带来了新要求。故而计需改进断路器的过电流保护性能等，以提高供电可靠性。为了提高供电可靠性，城市电网供电系统从辐射线路供电方式逐步过渡到各种结线形式的环网供电，以达到有效的锁掉电网发生故障是提高恢复供电能力，最根本的需求便是对万能式断路器的高性能。由此可见，高性能的低压万能式断路器迅速向结构紧凑、高分断、智能化、多功能方向发展是势在必行，也是当今智能型万能式断路器的发展总趋势。随着对高性能、高效率的需求。智能型万能式断路器的分断能力还将进一步提高，而其体积还要进一步缩小。新型断路器除了拥有上述的性能之外，还可以增加许多的附件，扩大附加功能。

三、课题主要内容和要求

1）断路器整体结构。

2）智能脱扣器，这一部分是重点，包括互感器设计计算，参量采样，输出模块设计，硬件设计，软件设计等。

3）电磁兼容设计。

4）各功能模块的配合，全部器件的装配。

四、研究方法、步骤和措施

本次课题的内容是一款1000A智能型万能式断路器，课题主要通过文献研究，编辑程序，实践操作等方法来进行操作。通过对智能断路器，智能脱扣器的介绍分析，找出合理的设计方案，最后进行软硬件的编译。

1000A智能型万能式断路器由本体和抽屉座两个部分组成。断路器本体由操作机构、触头系统、灭弧室、绝缘底座、脱扣器、二次插接件和辅助开关等组成。

1）断路器零部件包括触头系统、灭弧室、断路器操动机构。

2）智能脱扣器硬件包括智能脱扣器的基本功能，只能脱扣器的工作原理、智能脱扣器的设计原理方法、智能脱扣器的主要结构及系统。

智能脱扣器由电源电路（包括自生电源、辅助电源）、电流电压采样检测、可编程放大器、CPU、显示电路和键盘及编码器等部分组成，与脱扣驱动机构、空心互感器配合执行电流电压采集和保护工作。

其原理是，在断路器的三相各装设一个空心互感器，通过互感器将主线路中的电压、电流信号转换成成比例的模拟电路可处理的信号，脱扣器信号处理单元对这些信号进行整流滤波处理后送入CPU，在CPU内部进行A/D转换后进行逻辑运算和处理，运算结果和预先设置的过载、短路短延时、短路瞬动和单相接地故障的电流值进行比较，比较后单片机输出符合预设定保护特性的逻辑电平信号，这些信号经放大后可直接驱动断路器的执行机构或其他辅助继电器，使断路器动作或输出声光信号。各种故障保护的动作电流和时间整定值通过键盘设定并预先存储在EPROM中，并可在运行期间随时进行修改。

此外，当产生特大短路电流时，独立于CPU的模拟脱扣电路可立即产生动作信号控制执行单元，使断路器动作。断路器分断动作的执行，是由智能脱扣器输出电磁信号给脱扣磁通变换器。磁通变换器实际上是一个单向极化继电器，衔铁后连接一个推动杆，正常情况时，衔铁被铁心上的永久磁铁产生的恒向磁通所吸引，驱动电路输出的直流电流产生的磁通极性与永久磁铁的磁通相反，就抵消铁心对磁铁的吸力，衔铁释放，其推动杆脱开断路器四连杆上的锁扣，断路器跳闸，切断电路。

3）智能控制系统包括智能控制系统的结构组成与各单元功能作用、智能控制系统的硬件、智能控制系统的软件、电磁兼容性的相关问题。

智能控制器系统硬件设计采用以单片机为中心，以与单片机接口的外围芯片为扩展的设计思想。外围芯片按功能模块扩展，由信号检测、信号采集、输入与显示部分、存储、数据通信接口、执行输出元件等模块组成。

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