1000A智能型万能式断路器设计开题报告分析.docx
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1000A智能型万能式断路器设计开题报告分析
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。
毕业设计(论文)开题报告
1.文献综述:
结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述
随着人们对电力的需求日益增加,对电能质量的要求日益提高。
近年来,我国电力系统及电力设备行业得到了长足的发展。
随着计算机技术及信息技术的飞速发展,开关电器正经历新一轮的更新换代。
国家智能电网主要覆盖电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度等环节,具有信息化、自动化、互动化及可通信等“智能”特征,低压配电系统是其重要组成部分。
随着国家智能电网建设的规划和发展,智能型万能式断路器将更广泛应用于低压供配电系统中,作为主保护开关,其具有的负载监控、需用电流保护、区域选择性联锁、用于双电源自动切换、机械联锁、通信及短信模块等功能,将为电力系统自动化及供配电运行管理提供更多的方案选择。
1、智能断路器在低压电器中的应用
随着时代的发展,传统的开关电器,因受控制方式、技术条件。
加工水平等因素的制约,结构复杂、体积庞大、故障率高、眼中影响到电力系统的安全可靠运行。
随着国内外电器行业市场环境的变化、各领域的自动化水平的不断提高一级电力同业的持续高速发展,人们对智能型开关电器的需求越来越迫切。
应用电器智能化技术来研究、开发并逐步推广使用一系列智能型开关电器设备,提高现代化生产和生活自动化水平的有效手段。
智能断路器、智能电动机保护器、智能接触器等智能电器元件和智能型配电网络系统应运而生。
智能断路器就是将智能型监控器的功能与断路器集成在一起,主要是实现了断路器的智能化。
智能型万能式断路器是指采用计算机控制技术的智能控制器作为核心保护部件,过载长延时、短路短延时、短路瞬时及单相接地等保护功能齐全并可调,并具有一些辅助功能如电流表功能、电压表功能、报警功能、自诊断功能、负载监控功能、试验功能、MCR脱扣、模拟脱扣和可通信等功能。
二、智能控制器的主要关键技术
1、信号检测技术
为了确保测量的精度,考虑到用于检测单元中常用的电流互感器有实芯和空芯两种类型,由于实芯电流互感器在处理小电流时线性度好,但是当电流过大时易饱和,从而使测量失真,而空芯电流互感器在处理大电流时线性度好,但是在小电流时易受到干扰,同样也会产生失真。
因此为了兼顾测量精度和测量范围,充分实现全范围电流的精确测量,可以采用两种互感器并用,再配合自动量程切换电路;或者采用高性能的空芯互感器外加补偿校正等方法。
所以提高测量精度和电流测量范围是实现断路器智能化的关键技术之一。
2、微处理器技术
智能控制器采用的高性能单片机,目前用得比较多的是以MCS-51系列的8位单片机和Intel公司的96系列单片机。
8位单片机以其使用成熟、16位单片机以其更快的运算速度和丰富的内部资源都在广泛使用。
另外,DSP芯片作为一种新型的微处理器,具有更强大的运算功能和高速的数据传输能力。
在控制器中采用高性能的单片机技术,可以提高系统的可靠性,同时还简化了断路器控制器的电路结构,降低了成本并加快了新产品的更新换代。
3、现场总线技术
现场总线系统是一个数字化通信系统,用一根总线以串行方式把开关设备与主控制器接起来,能进行双向通信。
可通信开关设备一般安装在现场,通过总线系统实现遥控、遥测、遥调。
4、液晶显示技术
基于智能控制器实现功能的多样化,单一的数码管显示已不能满足控制器对显示功能提出的要求,采用液晶显示有突出的优点:
显示信息量大,不但能显示相和线的电流、电压、功率因素、功率等各种参数,也能显示被保护对象和线路过去的运行参数和故障情况,还能以图形的方式显示被整定的断路器保护特性。
同时,低功耗功能还能缓解智能控制器供电紧张的局面。
但是,在恶劣电磁环境下会使液晶失效,所以开发出具有高可靠性的液晶显示模块也是非常重要的。
三、智能脱扣器在低压电器中的应用与发展
低压断路器主要用来对发电机、电动机、变压器和电缆等设备进行过载,短路和接地故障保护。
脱扣器是断路器的中枢部件,它承担着断路器的各种保护、报警、显示与控制功能。
早期的脱扣器为电磁式的。
其工作原理是利用双金属片在流过电流时发热变形而使脱扣器动作,这类脱扣器制造调整困难,精度低和可靠性差。
电磁兼容,根据国家标准GB/T13926.9的定义是:
装置能在规定的电磁环境中正常工作而不对该环境或者其他设备造成不允许的扰动能力。
它包括两个方面的含义:
?
设备或系统应具有抵抗给定电磁干扰的能力,并且有一定的安全余量,即它应不会受到处于同一电磁环境中的其他设备或系统发射的电磁干扰而产生不允许的工作性能降低。
?
设备或西戎不产生超过规定限度的电磁干扰。
即它不会产生使处于同一电磁环境中的其他设备或系统出现或超过规定限度的工作性能降级的电磁干扰。
随着微电子技术的发展,集成电路的出现,大大缩小了普通电子电路的体积,因而出现了以专用集成电路为基础的多功能脱扣器,从而促进了多功能断路器的发展。
同时微型计算机技术的发展也为低压电器的智能化提供了条件。
智能脱扣器是智能断路器的核心部件,它不仅能够提供普通断路器的各种保护功能,还能实时显示电路中的各种参数(电流、电压、功率、功率因数等),以及和PC机进行通信等功能。
随着科技的不断发展,人们对脱扣器提出了更高的要求,可通信化,高性能、高可靠性、小型化、模块化、组合化、电子化和智能化已成为了脱扣器发展的方向。
四、断路器保护措施
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(试行)继电保护专业重点实施要求对断路器保护的配置、跳闸方式、动作时间等方面有具体规定。
大电流接地系统的主、后保护一般都是按照双重化进行配置的,只有500V及以上电压等级的断路器失灵保护是单套配置。
为解决单套配置可能带来的拒动问题,反措要求“单套配置的断路器失灵保护动作后应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。
如断路器只有一组跳闸线圈,失灵保护装置工作电源应与相对应的断路器操作电源取自不同的直流电源系统。
”
断路器失灵保护一旦动作,动作范围都比较大,对电网的影响比较大。
因此,为防止断路器失灵保护误动,反措要求“断路器失灵保护的电流判别元件的动作和返回时间均不宜大于20ms,其返回系数也不宜低于0.9",而且规定非电量保护不起动失灵。
当断路器失灵保护动作时,应可靠切除与故障点相临的所有断路器,所以,220V及以上电压等级的线路保护通过远方跳闸、变压器通过跳本变压器连接其他电源侧的断路器来完全隔离故障点。
五、我国万能式断路器智能控制器的研究状况与发展趋势
智能型万能式断路器的中枢部件是智能控制器,它承担断路器的各种保护、报警、显示与控制功能。
早期的产品称智能脱扣器,以过电流保护和脱扣功能为主,但通过逐步改进和电流保护外还具有报警、接地保护、温度保护、电流显示、电压显示、功率显示、电量显示、故障记录和网络通信等功能,故称为智能控制器较为合适智能控制器大致可分为三代。
第一代为Act世纪6Ct年代初至7Ct年代DW1C系列断路器中的过电流脱扣器,其结构为拍合式电磁铁。
第二代为20世纪70年代后期到80年代完成的更新换代产品DW15系列、DWX15系列和ME系列断路器中的过电流脱扣器,其结构为热一电磁式和半导体式。
第三代为20世纪90年代MA40(DW40),MA40B(DW45)系列断路器中的智能控制器,采用了计算机、数字处理、自动控制、传感器和通信等技术。
目前,在我国低压断路器市场上是三代产品同时存在的局而,以满足不同层次的需要。
从技术发展的角度看,我国低压电器的发展将为加速第三代高性能产品开发和完善工作,同步发展高级型、较高型和经济实用型3个档次产品,努力探索第四代产品—智能化,可通信电器产品开发,其重点是带现场总线的智能化、可通信化电器圈。
综观世界各主要公司推出的产品,万能式断路器智能控制器将向以下几个方向发展:
1)具有基于现场总线技术的通信功能
具有网络化通信功能,能与现场总线相连接的智能化、可通信、高性能的新一代智能控制器将是今后的主要发展方向。
2)具有内嵌web服务器,可在现场实现Internet/Intranet网络化功能
其核心技术是实现TCP/IP协议。
把TCP/IP协议嵌人到智能控制器中,使信号的收以TCP/IP方式进行,进一步发展智能控制器的信息化功能。
用Internet/Intranet功能,在任何开通了Internet的地方可浏览、共享现场信息,并对现场的智能断路器进行远程在线控制、编程和组态,这就使得智能化断路器进人了信息电器的新时代。
3)具有电力质量(PowerQuality,PQ)监控功能
影响电力质量主要是电力网络上的电气骚扰(包括电压跌落和骤增、电压的谐波分量、过电压、电压波动、三相不平衡等)。
基于微处理器的智能控制器具有多种检测和通信功能,利用智能控制器实现电力质量监控是一种经济有效的方案。
参考文献
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