基于微控制器的智能脱扣器数据采集系统硬件设计

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1、·智能电器及计算机应用·低压电器(2010№19)基于微控制器的智能脱扣器数据采集系统硬件设计崔芮华，张孝薇，耿丽恺(河北工业大学，天津300130)摘要:随着现代电气智能化的发展，智能电器已经广泛应用于电力系统的分配控制方面，在监测电网的运行状态时，高速、高精地采集信号是十分重要的。文章对微崔芮华(1962—)，控制器的智能数据采集系统的硬件电路进行了设计，实现了电网信号的采集、跟踪和显女，教授，主要从事示，其中所涉及的电路包括信号采集和转换电路、选通采集电路与锁相倍频电路，并通电器CAD、CAE的过示波器观测各个

2、电路的输出情况，完成整体智能数据采集系统的设计。研究、智能电器设关键词:数据采集;锁相;微控制器;智能脱扣器计。中图分类号:TM764文献标志码:B文章编号:1001-5531(2010)19-0017-05HardwareDesignofIntelligentReleaseDataAcquisitionSystemBasedonMicrocontrollerCUIRuihua，ZHANGXiaowei，GENGLikai(HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China

3、)Abstract:Withthedevelopmentofmodernelectricintelligence，intelligentelectricalapparatushadbeenwide-lyusedinthedistributionandcontrolofpowersystem.Anditwasveryimportanttocollecthigh-speedandhigh-precisionsignalinmonitoringtheoperationofpowergrid.Thehardwarecircu

4、itsofintelligentdataacquisitionsys-temhadbeendesignedtoachieveapowersignalacquisition，trackinganddisplay.Andtheinvolvedcircuitsinclud-edsignalacquisitionandconversioncircuit，gatingacquisitioncircuitandphase-lockedfrequencymultiplicationcir-cuit.Finally，theoutpu

5、tsignalwasobservedonoscilloscopetocompletetheoveralldesignofdataacquisitionsystem.Keywords:datacollection;phase-locked;microcontroller;intelligentrelease扣器不仅囊括了传统脱扣器所有保护功能，而且0引言还能够显示、设定和修改被控电路中参数并扩充在电能的产生、输送、使用过程中，配电是一了测量、控制、报警、数据记忆及传输、上下微机的个极其重要的环节。低压断路器就是在低压配

6、电通信等功能，其性能大大优于传统的常规断路器系统中用来处理由于电网波动导致线路出现严重产品。智能脱扣器要在电网发生故障的情况下快的过载、短路、过电压、欠电压、过电流、剩余电流速分断整体电路，又要对电网信号的采集要准确、等故障的一种电器。它可以及时切断电路，隔离快速、无误，这样，智能脱扣器的核心———微控制故障，起到保护配电网络、电气设备的作用。脱扣单元才能准确分析采集到的信号，正确判断电网器是断路器的核心部件，可以在电网发生故障情是否故障。本文所介绍智能脱扣器电网信号的采况时分断电流。集系统的硬件主要分为3个部分:①

7、信号调理单从上世纪50年代开始生产仿苏断路器，至今元，包括电流采样、电压采样、剩余电流采样;②已发展为带有微处理器的智能型脱扣器。智能脱锁相环频率跟踪;③多路转换开关。该3部分相张孝华(1984—)，女，硕士研究生，主要从事现代电器设计工作。耿丽恺(1984—)，男，硕士研究生，主要从事现代电器设计工作。—17—低压电器(2010№19)·智能电器及计算机应用·互连接形成一个整体，不可分割。合理地处理好该3部分，才能准确地了解当前的电网情况，保护电网和用电电器安全。1整体设计方案智能脱扣器数据采集系统结构框图如图1所

8、示。电网信号经过信号调理单元的电流、电压、剩图2空心电流互感器结构图余电流采集电路，送入多路转换开关，同时应用锁电流，e(t)为空心电流互感器线圈输出电动势。e相环提供微控制器中断信号，利用微控制器LPC(t)与Ix关系如式(1)所示:2294外部中断功能进行信号实时采样，最终将采dφμ0NSdIxe(t)==－(1)样信号送入微控制器。dt2