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智能漏电保护器的设计

 包含开题报告，论文，实习报告，电路大图


摘要

随着我国经济的高速发展，整个社会的用电量迅速增长，在用电过程中，由于电气设备本身的缺陷、使用不当和安全技术措施不力而造成的人身触电和火灾事故，给人民的生命和财产带来了不应有的损失。而漏电保护器的出现，对预防各类事故的发生，及时切断电源，保护设备和人身的安全，提供了可靠而有效的技术手段。
首先，文章介绍了目前漏电保护器的发展现状，分析了目前我国漏电保护技术中存在的各种问题。提出将单片机技术应用于漏电保护器的设计当中，以提高其智能化水平，满足用户的多种需要。文章中介绍的漏电保护器能够实时监测当前剩余电流值的大小，具有理想的延时特性，并具有重合闸功能，能适应各种复杂的农村电网和多变的气候环境，能够同时保证用电安全与供电的可靠性。
本设计以PIC16F877单片机为处理器，并对单片机系统单元、电流信号采集单元、人机接口单元等硬件电路进行了研究和分析，用单片机技术进行软硬件设计，实现漏电流的检测，快速处理和显示，设计出高可靠低价位的新型漏电保护器。
关键词：漏电保护器；智能化；单片机

Abstract

With the rapid development of our economy, the electric consumption of our society has a rapid growth. Because of the defects of electrical equipment, the unsuitable use and the ineffective security measures, person may get an electric shock or a fire accident may happen in the process of consuming electricity. It will bring the undue losses of people’s life and property. The residual current operated protective device can provide reliable and effective techniques to prevent all kinds of accidents. It can cut off the power supply promptly and protect the equipment and personal security from harm.
Firstly, a brief introduction of the development of the residual current operated protective device is given, including the problems in the technology of the residual current protection that we are in face with. The technology of single-chip microcontroller will be used in residual current operated protective device for the design, in order to improve its intelligence. It can meet the diverse needs of users. The residual current operated protective device which is introduced in this paper can detect the real-time residual current value, ideal time delay and the automatic reclosing function. So all kinds of complicated rural grid and climatic condition can be adapted by the residual current operated protective device, and the safety and the reliability of the power supply can be ensured.
Using SCM(Single Chip Microcomputer),PIC16F877 as digital control system, study and analysis in SCM system, and interface unit. Realize the deeteting, Real-time disehgaring and displaying by applying single-chip microcontroller tehnology. And in final，intelligent residual current operated device with high reliability is completed.
Key words: residual current operated device; intelligent; single-chip microcontroller

目录

0 引言 1
1  漏电保护器发展现状和设计任务 2
1.1  国外剩余电流保护技术的发展及动向 2
1.2  国内剩余电流保护技术的发展及现状 4
1.3  本设计的主要设计内容 5
2  漏电保护器介绍 6
2.1  漏电保护器的工作原理 6
2.2  漏电保护器的分类 7
2.2.1  根据动作方式分类 7
2.2.2  根据漏电保护器的功能分类 8
2.2.3  根据漏电保护器的使用场合分类 8
2.2.4  根据漏电保护器动作是否具有延时时间分类 8
2.3  漏电保护器的国家标准 9
2.4  电流对人体的作用 11
2.5  漏电保护器的电气指标 14
2.6  漏电缓变电流值的处理 15
2.7  漏电突变电流值的处理 16
3  总体设计方案 18
3.1  智能漏电保护器的设计要求 18
3.2  总体设计框图 18
4  硬件电路设计 20
4.1  零序电流互感器的选择 20
4.2  低通滤波器设计 20
4.3  相位同步电路的设计 21
4.4  单片机接口电路设计 22
4.4.1  PIC单片机介绍 22
4.4.2  PIC16F877单片机I/O脚分配 24
4.4.3  单片机接口按键设计 27
4.4.4  单片机复位电路设计 27
4.4.5  单片机振荡电路设计 28
4.5  液晶显示部分硬件设计 29
4.6  控制执行部分硬件设计 31
4.7  电源部分设计 32
5  软件部分的设计 33
5.1  软件设计总体思想 33
5.2  主程序的设计 34
5.3  上电后的初始化模块 36
5.4  中断服务模块 37
5.4.1  INT上升沿中断 37
5.4.2  TMR2定时器中断 39
5.5  漏电信号分析模块 40
5.5.1  缓变电流计算模块 40
5.5.2  漏电突变电流计算模块 42
5.6  漏电动作记忆和显示模块 45
6  技术经济分析 46
7  结论 47
致谢 48
参考文献 49
附录A  译文 50
附录B  外文原文 56