【正文】 7參考文獻(xiàn)[1] 王麗，基于單片機(jī)的漏電保護(hù)器動(dòng)作特性檢測(cè)技術(shù)的研究.[2] 徐平，漏電保護(hù)器的發(fā)展與設(shè)計(jì).[3] 武一， 基于單片機(jī)的漏電保護(hù)智能化技術(shù).33。其抗干擾能力強(qiáng)，性能價(jià)格比高，完全可以滿足對(duì)漏電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求，并可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行延時(shí)和非延時(shí)的要求，對(duì)于其他外圍電路，比如零序電流互感器的選擇，信號(hào)處理電路，相位同步電路，漏電顯示電路，動(dòng)作執(zhí)行電路，都進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)性更高，反應(yīng)更加準(zhǔn)確迅速，完全可以滿足漏電保護(hù)的需要。漏電保護(hù)器作為一種低壓保護(hù)電器，可以用于防止漏電火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失及人身觸電造成的傷亡，因此得到廣泛應(yīng)用。表51 動(dòng)作原因及其十六進(jìn)制代表數(shù)動(dòng)作原因緩變電流動(dòng)作突變電流動(dòng)作電壓異常電動(dòng)分閘人工分閘頻率超限電流值超限十六進(jìn)制代表數(shù)01H02H03H04H05H06H07H6 結(jié)論和展望漏電保護(hù)器作為防止火災(zāi)和保護(hù)人體生命的電氣設(shè)備，在電網(wǎng)中的地位越來(lái)越重要。漏電動(dòng)作的原因包括：緩變電流動(dòng)作、突變電流動(dòng)作、電壓異常、電流值超限、頻率超限、電動(dòng)分閘、人工分閘。在三相電網(wǎng)中，只單純地顯示三相漏電矢量和，還不能完全滿足用戶的需要。如果用戶發(fā)現(xiàn)線路的漏電明顯增加，就可以在漏電保護(hù)器還沒(méi)有動(dòng)作時(shí)，檢查線路故障并排除故障，從而大大方便了用戶的使用。對(duì)于三相電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，還要顯示出漏電動(dòng)作時(shí)各相漏電電流。甚至?xí)e(cuò)誤地認(rèn)為是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。若此突變電流符合條件，那么我們認(rèn)定此漏電電流即為該突變相的突變漏電電流。 漏電突變電流計(jì)算模塊由于突變電流的計(jì)算量較大，無(wú)法在采樣的間歇一次性完成，因此我們將它分為幾個(gè)小的計(jì)算模塊，通過(guò)對(duì)一個(gè)計(jì)數(shù)寄存器Num_Break的控制，在下一個(gè)電流采樣周期的間歇完成緩變電流的預(yù)處理后分步進(jìn)行計(jì)算。圖59 緩變電流數(shù)據(jù)計(jì)算模塊1圖510 緩變漏電電流數(shù)據(jù)計(jì)算模塊2模塊1的主要功能為在每次采樣的間歇完成電流采樣值平方和的累加即并記錄下第19個(gè)、第20個(gè)采樣點(diǎn)的電流值，作為40個(gè)采樣點(diǎn)的最后兩個(gè)樣點(diǎn)即第3第40個(gè)采樣點(diǎn)的電流值。采樣間歇也就是TMR2的定時(shí)中斷時(shí)間(RP2+l)計(jì)算公式如下： T=(T1_Count)=(RP2+l) （51） RP2+l=T1_Count/160 （52）其中各參數(shù)為:T電流周期值T1_CountTMR1的計(jì)數(shù)值RP2TMR2定時(shí)值4TMR1預(yù)分頻16TMR2預(yù)分頻40采樣點(diǎn)數(shù)TMR2的中斷程序流程圖如下所示：圖58 TMR2中斷程序流程圖 漏電信號(hào)分析模塊 緩變電流計(jì)算模塊，我們介紹了幾種緩變漏電電流值的處理方法，并分析了他們的優(yōu)缺點(diǎn)，在本次設(shè)計(jì)中，我們采用方均根法，盡管方均根法程序復(fù)雜，編程工作量大，對(duì)微控制器性能要求高，但它的測(cè)量誤差小，所以我們選用了方均根法。INT上升沿和TMR2中斷服務(wù)程序流程圖如下所示:圖54 INT上升沿中斷流程圖圖55 上升沿中斷服務(wù)1流程圖圖56 上升沿中斷服務(wù)2流程圖圖57上升沿中斷服務(wù)程序流程圖 TMR2定時(shí)器中斷在每個(gè)電流周期即兩個(gè)上升沿之間，我們采用40倍工頻的頻率定時(shí)對(duì)漏電電流進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換。上電開(kāi)始后，我們首先用TMR1對(duì)電流的第一個(gè)周波計(jì)時(shí)，得到漏電電流的準(zhǔn)確周期，用兩個(gè)標(biāo)志位Edg_Fisrt，Edg_Second控制實(shí)現(xiàn)。流程圖如下所示:圖53 初始化子程序流程圖 中斷服務(wù)模塊 INT上升沿中斷每個(gè)上升沿在INT端口產(chǎn)生中斷，作為A/D轉(zhuǎn)換起始的標(biāo)志，開(kāi)始對(duì)漏電電流進(jìn)行采樣，并作第一次轉(zhuǎn)換。主程序流程如圖51所示。因此，我們采用模塊化的設(shè)計(jì)方法來(lái)完成軟件部分的設(shè)計(jì)，并且在前面硬件部分的設(shè)計(jì)中采用的就是總體規(guī)劃分塊設(shè)計(jì)的方法，這實(shí)際上也是一種模塊化的設(shè)計(jì)方法。3) 人們可以單獨(dú)地驗(yàn)證一個(gè)模塊的正確性，即脫離程序的上下文關(guān)系驗(yàn)證該模塊的正確性。2) 各模塊的功能單一，當(dāng)需要修改某一功能時(shí)，只涉及一個(gè)模塊，不會(huì)影響到全局。模塊化程序設(shè)計(jì)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：1) 模塊間的接口關(guān)系簡(jiǎn)單，且每個(gè)模塊的復(fù)雜度都是人的智力能控制的。在按功能劃分模塊時(shí),根據(jù)所需完成的功能的明顯差異，劃分組成系統(tǒng)的各個(gè)模塊。模塊化程序設(shè)計(jì)就是把一個(gè)大程序按一個(gè)人能理解的大小規(guī)模進(jìn)行分解的一種方法。程序設(shè)計(jì)是把復(fù)雜問(wèn)題的求解轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的簡(jiǎn)單操作的過(guò)程。對(duì)于突變的剩余電流信號(hào)與當(dāng)前檔位的剩余電流動(dòng)作值進(jìn)行比較，根據(jù)用戶的延時(shí)要求，驅(qū)動(dòng)控制繼電器斷開(kāi)，達(dá)到剩余電流保護(hù)的目的，并在保護(hù)動(dòng)作中實(shí)現(xiàn)反時(shí)限、自動(dòng)重合閘及重合閘閉鎖功能。剩余電流保護(hù)器的主要任務(wù)是對(duì)剩余電流信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)采集出來(lái)的剩余電流信號(hào)進(jìn)行處理。在硬件基礎(chǔ)上，通過(guò)軟件的指揮，剩余電流保護(hù)器才能完成一系列的保護(hù)工作。5 軟件部分的設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)總體思想對(duì)于一個(gè)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，往往需要從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖49 +5V電源設(shè)計(jì)LM7805和LM7905雖然片子本身功耗比開(kāi)關(guān)電源功耗大，但是輸出電壓波形比開(kāi)關(guān)電源輸出電壓紋波小，而且LM7805和LM7905均可以穩(wěn)定輸出1A電流。由于繼電器對(duì)于其電源的要求不高，出于節(jié)約成本的考慮，將12V的交流電壓信號(hào)經(jīng)整流橋進(jìn)行全波整流之后通過(guò)電容進(jìn)行平波，然后直接作為＋12V和－12V的直流電源。 電源部分設(shè)計(jì)我們采用多繞組變壓器，將220V的相電壓變換為12V的交流電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)全橋整流后變換為直流后為后續(xù)電源轉(zhuǎn)換電路供電。并聯(lián)上二極管后，即可將線圈的自感電動(dòng)勢(shì)鉗位于二極管的正向?qū)妷?，從而避免擊穿三極管等驅(qū)動(dòng)元件。圖48 動(dòng)作執(zhí)行電路原理圖 Action to implement electric principle chart二極管D3主要是為了保護(hù)三極管N1等驅(qū)動(dòng)元器件。當(dāng)剩余電流動(dòng)作條件滿足時(shí)，SSR0輸出高電平，經(jīng)光電隔離后使C、E兩點(diǎn)之間“導(dǎo)通”。正常情況下，SSR1輸出低電平，經(jīng)光電隔離后使C、E兩點(diǎn)之間“斷開(kāi)”。PC817在本設(shè)計(jì)中用于將單片機(jī)控制部分與后面的繼電器動(dòng)作部分相隔離，提高系統(tǒng)的安全性。通過(guò)繼電器的分合，以達(dá)到操作接觸器或斷路器的跳閘或合閘作用。JP2代表繼電器控制信號(hào)輸入端。該部分的設(shè)計(jì)如圖48所示。 控制執(zhí)行部分硬件設(shè)計(jì)剩余電流保護(hù)器所實(shí)現(xiàn)的主要功能就是在剩余電流值超過(guò)當(dāng)前檔位的剩余電流動(dòng)作值，并在相應(yīng)的延時(shí)時(shí)間到達(dá)后觸發(fā)繼電器分閘來(lái)控制故障線路的切除。圖47 PIC16F877液晶顯示電路原理圖表43 LM020L液晶顯示屏引腳功能圖引腳號(hào) 符號(hào) 狀態(tài) 功能1 VSS 電源地2 VDD +5V電源3 VEE 對(duì)比度調(diào)整端4 RS