摘 要
低压断路器是用于接通、分断电力系统及对各种故障进行保护的一种开关电器，广泛应用于各类电网的供配电系统中，具有过载、短路漏电和接地等故障保护功能。当电路内出现过载、短路和欠压等情况时，能够自动分断，是低压配电系统中的主要原件,在配电系统中起着至关重要的作用。而智能断路器除具备传统断路器的各种保护功能外，还能够显示电路中的各种参数，各种保护功能的动作参数也可以显示、设定和修改。与传统的断路器相比有着很高的性价比，更适合现代配电电网的需求。
智能断路器的中枢部件是智能测控单元。它承担着断路器的各种保护、报警、显示和控制功能。
本课题以断路器智能化技术为研究内容。主要以PIC单片机为核心，介绍智能断路器的硬件设计与软件实现。在硬件设计上由单片机最小系统、开关输入电路、电压电流变换电路、通信单元等几部份组成。用单片机来完成电压电流的测量计算，从而通过预先设定脱扣方式参数来判断断路器的动作。该断路器具有与上位机的通信功能，上位机可以读到断路器的各种参数信息，控制断路器的工作状态。
关键词：智能断路器，PIC单片机，通信
目 录
摘要……………………………………………………………………..………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………………………Ⅱ
1 前言…………………………………………………….………………..……….……...……….…..1
2 断路器简介……………………………………….……………………………………..…….........2
2.1 传统断路器的结构…………………………………………………………………………....2
2.2 智能断路器的功能特点……………………………………………………………………....2
2.3 三段电流的保护特性及实现原理…………………………………………………..…..........3
2.3.1 三段保护原理……………………..…………………………………………….…..…3
2.3.2 保护特性…………………………..………………………………………….……..…4
3 总体方案设计………………………………………….……………………..……………..….….6
3.1 硬件总体设计………………………………………..………………….……………….……6
3.2 PIC最小系统…………………………………….….………………..…..….……………......7
3.2.1 pic16f877A/D转换器……………………………….………..………………..……....7
3.2.2 通用同步异步收发器USART…………….....................8
3.3 信号采集处理电路……...……………..………..…………………….…….………………...9
3.4 电源模块.………………………………..…………………………….……….……….…….11
3.5 按键接口电路………………………………..…….……………….………….……….…….11
3.6 状态及参数显示接口电路…………………..…..…….…………….………………….……12
3.7 报警和保护电路执行电路……………………………………………………….……….….14
3.8 上位机串行接口电路…………………………………………………………….……….….15
3.8.1 max232简介…………………………………………………………………….…...16
3.8.2 RS232工作原理………………………………………………………………….….17
4 采样信号的有关算法和处理…………………………..……….…….………………………..18
4.1 电流有效值的算法………………………….…….……………….…………………………18
5 软件设计……………………………………………….……..………………….………………...20
5.1 设计思路……………………………………..…….…………...…………………...….…….20
5.2 主程序设计…………………………………….……………………………………….….…22
6 总结……………………………………………….……………..……………………………….....24
致谢……………………………………………………….…………………………………..........…..25
参考文献………………………………………………….………………………………………..….26
