零线断线检测控制器

1、零线断线检测控制器2013年1月至9月某某供电企业发生因零线断线引起的客户家电烧毁的事件合计39起，家电烧毁户数合计1800户，经济损失29多万元。零线断线检测控制器的研究是为了防备低压线路零线断线时对客户家用电器造成的伤害，降低客户的有关投诉，提高供电企业的优良服务。一、数学剖析及方案概括1.1数学剖析零尽人皆知，我国现行的低压配电网大多采纳三相四线制进行输电，关于接入居民楼宇的大多采纳三相视负载均匀分派的方法，在理想的三相均衡的状况下，各相电压大概同样，相位相差120如图1-1所示：UA=Sin(2fnt-2n/3)UB=Sin(2fnt)UC=Sin(2fnt+2n/3)UZ=0但大部分

2、时候单相负载没法做到均衡分派，假如不考虑零么其矢量图如图1-2所示(假设A相电流过载，电压拉低)线，那，能够看出，负载较小的相常常会获取更高的电压，假如电压变化比较大，这个电压常常会致使用电器的破坏，这是我们不希望碰到的，但此时假如零线是靠谱接入的，不均衡的电流尽可能经过零线接入大地，相当于用户端的零线也出现了电压，如1-3所示，经过矢量图能够剖析出，固然此时电压有关于变压器接地端电压有所不一样，但察看用户端，其电压是基本均衡的。因而可知，在三相不均衡状况下，零线的接入状况尤其重要。1.2方案概括综上所述，零线在三相不均衡状况下起着特别重要的作用，怎样例行监测零线的靠谱连结尤其重要，假如能检测

3、到零线回路中有电流流过必然能判断零线靠谱连结，电流互感器就能正确的检测出零线的电流，本案采纳1000：1的电流互感器配合100欧姆电阻对零线电流进行检测。但是检测不到电流其实不表示零线必定断线，前面剖析过，一旦三相相对均衡，用户端零线回路矢量为0，此时零线也是没有电流的，但因为此时三相均衡，固然零线断线，也不会因为偏压致使电器烧坏，因此我们只要要在三相不均衡的状况下有效检测零线电流就能正确的判断零线的状况，做出相应的保护举措。.零线断线检测控制器硬件构成零线断线检测控制器需要信号收集单元，中央办理单元和继电器输出单元和电源四个部分，即由隔离传感器分别对零线电流，及各相线电压矢量进行收集，数据经

4、中央办理单元进行剖析计算，判断即时的信号能否切合零线断线这一特定电气特点，而决定能否对此种事件做出相应输出。2.1硬件构成原理依据沟通三相四线制输电的电气特征，选择“传感器+A/D变换+微办理器（带A/D捕获功能）”来实现（注：由于此刻大部分MCU都是内置A/D变换模块的，所此后二者可合并）。如图2-1所示为系统硬件原理图。2.2硬件模块区分依据硬件原理图，把硬件区分红模拟采样微办理部分、信号采集、信号放大、继电器输出、电源、通讯等几个部分（通讯部分非关紧急，仅做保存）。为了便于硬件的模块化开发，把各个模块设计为独立的硬件模块，而经过组装各个模块，来构成所需要的硬件系统。控制器设计成2张印制板

5、来制作，将电源、信号收集和继电器输出设计在同一块板子上，将信号放大和微办理部分设计在同一块板子上，以便强弱隔绝。如图2-2所示为系统硬件模块构成。2.3微办理器模块微办理器模块是整个控制器的控制和办理的核心部分，主要用来对输入的传感器放大后的信号进行办理，以收集和换算成100A或0?220V的电流和电压值，再依据详细的数据进行分0?析处理。在办理器芯片的选型上，鉴于本控制器应用于工频场合，电磁扰乱大，因此尽量采纳抗扰乱能力比较强的芯片，再次，控制器时刻检测三相电流的电压，相位和零线电流，A/D采样器工作异样屡次，故要求微办理器的A/D运算速度要快，精度要高，依据过去经验，建议在国产宏晶企业的S

6、TC系列单片机和美国微晶企业的PIC系列单片机之间做出选择。图2-3是大概的工作流程图。2.4模拟部分电源控制器设计成2张印制板来制作，将电源、信号收集和继电器输出设计在同一块板子上，将信号放大和微办理部分设计在同一块板子上，以便强弱隔绝。如图1-2所示为系统硬件模块构成。本控制器的电源从零线和某一相线引出，再经线性变压器进行变压获取，鉴于非均衡状态下，相电压常常变化幅度比较大，位了获取将缺恒定的电压源，本案采纳由美国国家半导体企业生产的LM2576稳压芯片。LM2576系列稳压器是美国国家半导体企业生产的3A电流输出稳压开关型稳压电路，它内含固定频次振荡器（52KHZ和基准稳压器（1.23V），并拥有完美的保护电路，包含电流限制及关断电路等，利用该芯片只要要很少的外头器件即可构成高效稳压电路。如图2-4所示：信号放大电路正常工作时，Uout=1.23（1+R1/R2）信号放大电路在检测零线电流时，需要对电流传感器上的沟通电流信号进办理，把沟通50HZ小信号放大整形成直流有效值信号，以便行微办理器能够精准检测。以下列图所示：依据运算放大器的性能，能够得出信号正半周增益=1+（R2+R3/R1;负半周增益=-R3/R2;本案要求正负半周信号需要相同的增益，故要求等式1+（R2+R3）/R1=R3/R2建立。本案也需依据不一样的电流传感器选型，不一样的采样电阻，精准计算出合理的R1，