继电保护器

随着科学技术的飞速发展,电气系统自动化程度的不断提高,继电保护器在电气系统中的应用也越来越广泛,它不仅保护着设备本身的安全,而且还保障了生产的正常进行,因此,做好继电保护的整定与复校工作对于保障设备安全和生产的正常进行是十分重要的。本文以直流调速系统各种保护继电器的整定与复校方法为例,详细介绍电气控制系统中电气设备。 1 继保整定与复校的方法 1.1 过流继电器的整定方法: 电路组成:该电路由单相交流低压电源、开关、单相调压器、电流发生器、整流器以及直流电压表、电流表、毫伏表等组成(76为过流继电器线圈) 电路工作原理及继保整定(复校)步骤: 电路工作原理: 从图1可以看出,该电路的工作原理是通过单相调压器改变电流发生器原边电压.由于继保整定电砧所带负载一定,电流发生器付边经整流器整流后的电流将随着调压器的输出电压的改变而大小可调。继保整定(复校)步骤: ●依据过流继电器所保护的电机的额定电流值和电机的过载能力/过载系数计算出所要整定的过流继电器的的整定值。 ●依照电路原理图,断开过流继电器的旁路,并照图接线。 ●对过流继电器所保护回路的高速开关作跳闸试验。 ●在检查接线无误的前提下,将调压器调至电压输出最小位置方可对继保电路进行通电试验。 ●初通电试验时,应先将高速开关断开,对继保整定电路进行升降压试验,观察继保整定电路工作是否正常。 ●待继保整定电路升降压空试正常后,方可合上高速开关,通过调整调压器电压(电压由低向高)做过流继电器的整定或复校,在这个过程中要特别观察电压表、电流表(或毫伏表)的指示和过流继电器的动作,并做好记录。 ●核对过流继电器动作值与整定值,并对过流继电器进行调整。 ●当过流继电器的动作值与整定值达到一致时,须反复做多次,确认动作值准确无误、动作可靠。 1.2 过压继电器的整定方法 过压继电器整定复校电路的组成:该电路由单相交流低压电源、开关、单相调压器、倍压整流型电压发生器以及电压表等组成。见图2: 电路工作原理及继保整定(复校)的步骤:电路工作原理:(45为过压继电器线圈) 从电路原理图(图2)可以看出,过压继电器继保整定电路是由单相调压器和由二极管、电容器组成的倍压整流器组成的,通过改变调压器的输出电压,再经过倍压整流器升压达到调节输出电压的目的。 继保整定(复校)的步骤: ●依据过压继电器所保护的电机或装置的额定电压和允许的过电压系数(一般直流电机取1.1 5)计算过电压继电器的整定值。 ●依照电路原理图,断开过压继电器的旁路,并照图接线。 ●对过压继电器所保护回路的高速开关作跳闸试验。 ●在检查接线无误的前提下,将调压器调至电压输出最小位置方可对继保电路进行通电试验。 ●初通电试验时,应先将高速开关断开,对继保整定电路进行升降压试验,观察继保整定电路工作是否正常,升降压是否平滑。 ●待继保整定电路升降压空试正常后,方可合上高速开关,通过调整调压器电压(电压由低向高)做过压继电器的整定或复校,在这个过程中要特别观察电压表的指示和过压继电器的动作,并做好记录。 ●核对过压继电器动作值与整定值,并对过压继电器进行调整,.当过压继电器的动作值与整定值达到一致时,须反复做多次,确认动作值准确无误、动作可靠。 1.3 欠磁继电器的整定方法 欠磁继电器继保整定的电路见图1,其整定与复校步骤与过流继电器继保整定的步骤基本类同,有所区别的是: 过流继电器的保护动作主要是检验继电器的吸合值,而欠磁继电器的保护动作则是继电器的释放值。 过流继电器的整定值是以所保护电机的额定电流和电机的过载能力确定的;而欠磁继电器的整定值则是以电机允许的最小励磁电流确定的。 2 继保整定工作中应注意的问题 2.1 做直流大电机过流时,使用短接软线时,其软线距过流继电器的平行距离要在1.5～2.0米以上才行,否则由于软线电流产生的磁场对电流继电器的磁场产生作用使吸力减小,增大了整定值的误差,其后果是非常严重的。 2.2 在做直流大电机过流整定时,由于空间母线电流产生的磁场对过流继电器磁场实际存在着一定的影响,故过流继电器的整定(复校)工作应尽可能在现场做,以免由此造成整定值的误差,这种误差对于保护装置也是很危险的。 2.3 在做过流或欠磁继电器的整定(复校)时,对于小电流可用电流表直读,以减小整定误差,对于大电流可采用分流器接表方式。 2.4 无论是做过流、过压还是欠磁继电器的整定或复校时,应尽可能地将保护电器所带的跳闸开关(高速开关)一并联做。 2.5 无论是做过流、过压还是欠磁继电器的整定或复校时,须断开原系统与保护继电器联接的旁路,否则一方面会影响整定值的准确度,另一方面会使继保整定(复校)工作无法开展(例如对过电压继电器的整定,由于采用的电路为倍压整流电路,其带负载能力较小,如有较大负载的旁路存在,将会造成继保整定电路的电压升不-上去)。 3 结论 笔者不仅对继电保护工作的开展过程进行了详尽的论述并且作了相关经验总结,这不仅对保障电器设备的安全运行起到积极的预防作用,并且对同行业或其它的电气设备或控制系统的继电保护器的整定与复校同样有效。

微机继电保护测试仪是一个新型智能化测试仪器，相比以前的以前的继电保护试验工具要轻巧、灵活的多而且精度高，能满足现代微机继电保护的校验工作。为了延长微机继电保护测试仪的使用周期，要做好适当的检查工作，防止仪器出现一些故障。　　在检查过程中微机继电保护测试仪常见的异常现象与处理如下：　　1.如果在测试仪的电流某相插孔间报警灯亮,并有报警声：此相电流开路或负载超过实际输出范围,检查接线及负荷后再试。　　2.功放电源一投或一输出电压立即跳开功放，电源指示灯闪烁红光并有报警声：弹开功放按钮,检查电压回路有否短路或严重过载。　　3.在微机继电保护测试仪的测试过程中，要跳开功放电源：首先软件停止操作输出，然后弹起功放按钮,自保护信号应复归，电源指示灯发有绿光并停止报警声。再按下功放按钮，再继续试验。若弹起面板功放按钮后，不能复归自保护信号，或再次按下按钮后，自保护再次动作，应考虑是否大电流长时间输出。

继电保护测试仪器

据报道，近日我国最大的电力企业国家电网公司所属国网电力科学研究院成功中标并承担北京地铁9号线交流供电系统继电保护项目，使我国打破外企地铁提供继电保护垄断局面，实现了国内新建地铁线路首次采用全套国产交流供电系统保护装置，为推动我国地铁关键设备国产化提供了重要技术支撑。据介绍，轨道交通交流供电系统继电保护装置主要用于当地铁交流供电系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏以及对相邻供电区域的影响，确保地铁安全可靠运行。自1969年中国第一条地铁开通以来，地铁交流保护装置的市场长期被ABB、西门子、GE和阿海珐等几家跨国公司垄断。而国网电科院自主研发的NSR618R光纤差动保护装置可有效适应地铁双环网交流供电环境，为地铁供电系统提供继电保护，并具有简化系统操作和接线方式等特点，方案易于实现、不增加额外投资，能够显著节省高压电缆成本，降低地铁造价。目前北京地铁9号线是国内首条采用全套国产交流保护设备的地铁线路。此次，我国企业赢得地铁提供继电保护项目，我国打破外企地铁提供继电保护垄断局面。在我城市建设快速发展的情况下，未来城市地铁市场潜力巨大，打破外企地铁提供继电保护垄断局面，不仅成本上可以为我国地铁建设减少投入成本，同时也为未来我国企业技术研发革新提供动力。文章出自：http://www.jonln.com/article.php?id=66

微机继电保护测试仪的功能特点分解如下：　　1、微机继电保护测试仪能满足现场所有试验要求，既可以对传统的各种继电器及保护装置进行试，也可对现代各种微机保护进行各种试验，特别是对变压器差动保护和备自投装置，试验更加的方便和完美。　　2、单机独立运行，内置高性能工控机，主频300－－600MHz，内存512M，硬盘4－－12G，运行WindowsXP操作系统。　　3、微机继电保护测试仪采用进口拉丝不锈钢面板，不锈钢键盘，同时采用触摸式鼠标，克服了轨迹球鼠标操作不灵活、容易损坏的缺点，并选用8.4寸，分辨率为800×600的TFT真彩显示屏，使得单机整体操作方便自如，经久耐用。　　4、主控扳采用DSP+FPGA结构，16位DAC输出，对基波可产生每周2000点的高密度正弦波，大大改善了波形的质量，提高了测试仪的精度。　　5、采用USB接口直接和PC机通讯，无须任何转接线，方便使用。　　6、可连接笔记本电脑运行。笔记本电脑与工控机使用同一套软件，也节省了时间，无须重新学习操作方法。　　7、微机继电保护测试仪它具备GPS同步试验功能。装置可内置GPS同步卡（选配）通过RS232口与PC机相连，实现两台测试仪异地进行同步对调试验。　　8、配有独立专用直流辅助电压源输出，输出电压分别为110V（1A），220V（0.6A）。以提供给需要直流工作电源的继电器或保护装置使用。　　9、功放采用高保真线性功放，既保证了小电流的精度，又保证了大电流的稳定。　　10、微机继电保护测试仪具有软件自校准功能，避免了要打开机箱通过调整电位器来校准精度，从而大大提高了精度的稳定性。

关于继电保护测试仪，诸位有什么好的推荐

继电保护测试仪哪家好

希望对大家有用[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=26069]继电保护规程汇编[/url]

1.继电保护测试仪原理说明：　　仪器分为主回路和辅回路两个回路，主回路采用大旋钮调节，辅回路采用小旋钮调节，主回路通过面板上“输出选择”按键开关控制其输出的各种量，并且每切换一种输出的同时，继电保护测试仪上的数字电压/电流表可自动监视其输出值。辅回路通过输出开关控制直接调节输出，测量可外附万用表测量。　　　　2.继电保护测试仪主回路原理：　　输入的AC220V电源经保险通过输出控制继电器K1进入双碳刷调压器T1输入端，通过T1大旋钮调节的电量进入隔离变压器T2（兼升流器），升流器分三个抽头输出，一个抽头为AC0～250V输出，额定电流为3A;该抽头输出电压经整流滤波后可输出0～350V直流电压；第二个抽为15V（10A），该抽头一路经传感器通过继电器控制输出0～10A交流电流，一路经电阻输出0～500mA交流电流，一路经继电器转换可输出0～10A或0～500mA直流电流；第二个抽头为10V（100A）大电流端，该抽头穿过传感器一次侧直接输出100A电流，该回路带负载能力较强，但输出稍有过载，不能长时间处于大电流状态下。　　　　3.辅回路：　　与主回路一样，AC220V电源经保险进入双碳刷调压器T1小旋钮调节的电压量，通过隔离变压器T4可直接调节输出0～20V或0～250V交流电压或0～350V直流电压，此回路额定电流为1A。按下辅回路“输出控制”开关，调节小旋钮即可输出。　　　　4.测量回路：　　由大旋钮调节的主回路输出量交流“0～250V”﹑“0～500mA”﹑“0～10A”﹑“0～100A”,直流“0～350V”﹑“0～500mA”﹑“0～10A”通过设备内线路板上继电器转换，每切换一个档，便可监视所对应的输出量。其中“0～500mA”档包括在“0～10A”档中。使用时，在“0～10A”两下即是“0～500mA”监视。　　　　5.时间测量：　　设备内置6位数显秒表，电秒表可内部启动，也可外部启动。内部启动时，按下“输出控制”开关，即可启动秒表，通过接点短接设备面板上停表端子即可停止秒表。秒表单独设有电源开关，不用时可将秒表关掉。　　　　6.继电保护测试仪声光提示电：　　路设备内置声光提示电路，在被测断电器接点动作时4可将接点接入试验箱声光提示插孔，试验箱内发出报警声或发光，提示断电器接点动作情况。相关资料搜索来源于：http://www.sute18.com/sute4-Article-120192/

继电保护测试仪怎么做期间核查？最好能有个模板参考一下！感谢 在线等

核磁主机电源，为何不要漏电保护器，是为了防止误动，还是其它，没有的话更好吗

为了保证高低温试验箱断路器和漏电保护开关的正常工作，应定期检查该部件，厂家推荐每月一次。 高低温试验箱漏电保护器检查方法是在推上断路器的同时，点击测试按钮，如果断路器跳开，则保护动作正常；反之，则不正常，请尽快检修或联系我公司售后部，售后电话：010-88264566。 漏电保护器，简称漏电开关，又叫漏电断路器，主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护，具有过载和短路保护功能，可用来保护线路或电动机的过载和短路，亦可在正常情况下作为线路的不频繁转换启动之用。

不知哪位朋友有GB/T7261-2008继电保护和安全自动装置基本试验方法如果有可以分享一下吗？万分感谢[em0808]

继电保护和安全自动装置技术规程GBT14285-2006

[em54] [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=34431]DL400-91继电保护和安全自动装置技术规程[/url]

摘 要：介绍一款经济型智能电动机保护器-ARD2型的设计与应用，该保护器将众多保护功能集于一体，针对电动机在实际使用中会遇到的多种故障进行保护，使电机在各种故障条件下不会产生损坏，提高电动机运行的可靠性，减少由于电动机的故障问题带来的生产损失。关键字：电动机保护器，ARD2型，保护功能，经济型0　 引言　　由于生产自动化及各种自动控制、顺序控制设备的出现，要求电机经常运行在频繁的起动、制动、正反转、间歇以及变负荷等方式，电机的运行要求越来越高，运行环境也越来越苛刻，同时，由于电机与配套机械连在一起，当电机发生故障时，经常波及生产系统。因此，对电机实行有效的保护是保证生产系统正常工作的一项重要任务。　　本文将要介绍的是ARD2型电动机保护器的经济、简洁的设计方法和应用。该型保护器主要用于对电动机运行状态的监测，并针对电动机在生产运行过程中出现的启动超时、欠压、过压、欠载、过载、短路、堵转/阻塞、断相、不平衡、剩余电流（接地/漏电）等故障进行保护，使电动机不至于因为以上原因而导致损坏，从而使生产遭受损失，采用ARD2电动机保护器能有效提高电动机运行的安全性，降低生产损失，是传统热继电器的理想替代品。1　 技术指标　　ARD2型智能电动机保护器的技术指标见表1。2　 设计方法　　目前市场上综合型的智能电动机保护器的设计主要采用交流采样方式+高性能单片机的方案，采用该设计方法的电动机保护器测量参数多、测量精度高、能够提供更完善的保护功能，但是采用此设计方法的成本较高，销售价格也高，在只需要对电动机提供过载、断相等基本常见故障保护的场合没有性价比可言。因此采用一种设计简单、功能能够满足基本保护要求、主要用于替代热继电器的智能电动机保护器将会有很大的市场。ARD2型保护器就是一款设计简洁，保护功能较多，能够满足大多数电动机保护要求的经济型的智能电动机保护器。　　ARD2型智能电动机保护器采用低成本的设计方案，整体系统由信号处理单元、中央处理单元、电源模块、人机交互单元、人机界面、控制模块、通讯接口模块等构成，装置硬件结构如图1所示。　　信号处理单元采用整流放大滤波电路，见图2，该电路能将采样得到的交流信号整流成直流信号，由CPU片内AD进行转换计算。　　图中IC1为运算放大器LM324，采用双电源供电，这样可以保证LM324输出电压达到5V充分利用A/D转换提高显示精度。IC1将采样得到的信号进行两级放大处理，提高了信号的采样精度，保证了信号的线性度。2.2 中央处理单元　　中央处理单元选用MOTOROLA公司的第一款基于高度节能型S08核的器件MC9S08AW32高性能单片机，该单片机片上资源丰富，抗干扰能力突出。内含32K字节用户程序空间，片上集成2K的RAM，支持BDM片上调试功能，片内集成看门狗电路，片上集成8通道10位AD。外部扩展了铁电存储器，用于存储一些重要的参数，即使以后升级程序也不会丢失先前的重要数据。　　CPU对采样信号进行处理计算，根据测量得到的电流、电压值与预先设定的各种保护数值进行对比，由此来判断电动机的运行状态是否正常，是否需要进行保护。中央处理单元电路见图3。　　采用AC380V电源模块。该电源模块输入电压为AC220V～450V，输入频率45Hz～60Hz，输出电压稳定、故障率小，输出纹波 1％，转换效率≥75％。具有过压、过流保护。该模块经实际现场使用，具有很高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。2.4 人机交互单元　　人机交互单元采用LED显示和按键输入，系统采用单排四位LED数码管显示各种信息。用户可根据实际需要进行设置。在编程状态下显示菜单及参数。数码管显示采用动态扫描方式，其驱动电路使用一片74HC595加三极管构成。2.5 控制模块　　控制模块主要由开关量输入、输出组成，见图4。开关量输入用于监测外部开关状态，也可根据客户要求用于电动机的起动、停止控制；开关量输出主要用于输出报警信号、脱扣信号和远程起动信号。2.6 通讯接口模块　　通讯接口模块采用通用的RS-485、Modbus RTU通讯规约，能实现遥测、遥控、遥信等功能，见图5。2.7 整体设计　　保护器采用主体模块和电流互感器模块分离的结构如图6。该结构非常适合安装于抽屉式开关柜。安装时将带显示的保护主体部分嵌入式的安装在开关抽屉的活动面板内，这样既简化了柜内接线、又方便了系统随时调整、设定参数和显示、监控，同时数字化的显示面板也增添了柜面的统一性和美观性，使得配电室内的设备运行情况及故障状态一目了然，极大的方便了系统巡视和检修维护。互感器部分采用DIN35导轨式安装方式，方能够按照用户的测量需求，更换不同量程的电流互感器。2.8 软件设计　　本产品的主软件流程图如图7所示，主程序包括A/D子程序、保护子程序、计算显示子程序、按键处理子程序、通讯子程序等子程序，由于程序内容较多，现只给出主程序流程和保护子程序流程图，见图8。3　 功能简介　　ARD2智能电动机保护器按额定工作电压可分为AC380V、AC220V；按工作电流范围来分可分为6.3A（1.6A～6.3A）、25A（25A～100A）、100A（25A～100A）、250A（63A～250A）、800A（250A～800A）五个测量档位。实现对电动机运行中出现的启动超时、欠压、过压、欠载、过载、短路、堵转/阻塞、断相、不平衡、剩余电流（接地/漏电）等故障进行保护。并能在此基础上增加各种附加功能，主要有：　　1）远程起动功能：由上位机通过通讯控制保护器的起动继电器，来实现远程起动电动机。　　2）报警功能：当电动机运行状态出现故障时，在还未达到预先设定的脱扣时间前进行报警提示。　　3）通讯功能：RS-485通讯功能，能够通过通讯接口将保护器检测得到的电动机运行的各种参数实时传送给后台主控设备，方便工作人员及时了解电动机的工作状态。　　4）漏电保护：开放漏电保护监测功能，当电动机的运行环境出现漏电情况时，及时切断电动机的供电电源。　　5）开关量输入：用于监测外部开关的分合状态，也可按客户要求进行起、停控制。　　6）事件记录：记录保护器的最近8次脱扣动作产生的时间和原因，方便维护人员查看和检修。　　7）4～20mA模拟量输出：提供直流4～20mA电流信号。4　 典型应用　　图9为采用直接启动接线方式的ARD2智能电动机保护器典型应用图。用户可通过按动外部启动按钮SB2或通过上位机远程控制保护器的启动继电器来启动电机。其控制方式为：当启动按钮SB2按下或远程启动继电器7、8闭合，则接触器KM的吸引线圈处于通电状态，使接触器KM的主触头和自锁触头KM闭合，启动电动机。此时，松开SB2或启动继电器7、8断开后接触器KM的吸引线圈还是处于通电状态，主触头和自锁触头KM仍旧处于闭合状态，电动机处于通电状态。一旦电动机正常启动后，保护器就对电动机的运行状态进行监测，当电动机出现故障状态后，ARD2保护器的脱扣继电器动作，常闭触点95、96断开，使接触器KM的吸引线圈断电，使接触器KM的主触头和自锁触头的状态由合变为分，切断电动机的供电，使电动机停车。　　图10为电动机采用Y—∆转换启动接线方式的ARD2智能电动机保护器典型应用图。在图5中，时间继电器KT的触头状态为吸引线圈失电时的状态，即“常态”。当启动按钮SB2或远程启动继电器7、8闭合，则接触器KM1线圈通电，使KM1的主触头和自锁触头KM1闭合，同时，时间继电器KT吸引线圈通电，由于延时作用，它的触头不立即动作，于是接触器KM3线圈通电，接于主回路中的KM3的主触头闭合，电动机进行星型连接降压启动状态，同时KM3的互锁触头断开，使接触器KM2的吸引线圈不能通电，电动机运行于Y型供电方式。当时间继电器KT的延时时间到，时间继电器KT的延时断开常闭触头断开，使接触器KM3吸引线圈断电，主触头KM3断开，同时时间继电器KT的延时闭合常开触头闭合，接触器KM2的吸引线圈通电，主触头KM2闭合，电动机供电方式改为∆型连接，进入正常运行状态。与此同时，KM2的互锁触头断开，使接触器KM3吸引线圈不会通电。一旦电动机正常启动后，保护器就对电动机的运行状态进行监测，当电动机出现故障状态后，ARD2保护器的脱扣继电器动作，常闭触点95、96断开，使接触器KM的吸引线圈断电，使接触器KM的主触头和自锁触头的状态由合变为分，切断电动机的供电，使电动机停车。　　在实际使用过程中，应注意严格按照电动机的额定电流来选择保护器，防止人为放大和缩小保护范围；避免由于量程太大或太小而造成的测量误差，从而使保护器无法正常对电动机进行保护。　　由于ARD2保护器采用主体模块和电流互感器模块分离的结构，所以在现场使用时应注意按出厂编号将保护器主体与互感器配对使用。但考虑到会有维修更换保护器或互感器的情况发生，因此只要保护器主体和互感器的产品型号一样，可以任意配和使用，不会对测量保护产生影响。　　保护器的设计定位为替代热继电器，故保护器本身不提供对电动机的起动、停止控制及各种起动控制方式。对电动机各种起动控制方式的实现需要外部电路的支持。6　 结语　　ARD2智能电动机保护器的功能较多，能够对电动机运行中遇到的各种类型的故障进行准确的报警显示和脱扣动作，能有效的防止电机意外烧毁的发生，能为用户节约大量的资金，是热继电器的理想替代产品。因此，广泛采用

ARD2智能电动机保护器蔡昀羲 （ 上海安科瑞电气有限公司 上海嘉定 201801） 摘 要：介绍一款经济型智能电动机保护器-ARD2型的设计与应用，该保护器将众多保护功能集于一体，针对电动机在实际使用中会遇到的多种故障进行保护，使电机在各种故障条件下不会产生损坏，提高电动机运行的可靠性，减少由于电动机的故障问题带来的生产损失。关键字：电动机保护器，ARD2型，保护功能，经济型0　 引言　　由于生产自动化及各种自动控制、顺序控制设备的出现，要求电机经常运行在频繁的起动、制动、正反转、间歇以及变负荷等方式，电机的运行要求越来越高，运行环境也越来越苛刻，同时，由于电机与配套机械连在一起，当电机发生故障时，经常波及生产系统。因此，对电机实行有效的保护是保证生产系统正常工作的一项重要任务。　　本文将要介绍的是ARD2型电动机保护器的经济、简洁的设计方法和应用。该型保护器主要用于对电动机运行状态的监测，并针对电动机在生产运行过程中出现的启动超时、欠压、过压、欠载、过载、短路、堵转/阻塞、断相、不平衡、剩余电流（接地/漏电）等故障进行保护，使电动机不至于因为以上原因而导致损坏，从而使生产遭受损失，采用ARD2电动机保护器能有效提高电动机运行的安全性，降低生产损失，是传统热继电器的理想替代品。1　 技术指标　　ARD2型智能电动机保护器的技术指标见表1。 表 1http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/21/105532g5.jpg2　 设计方法　　目前市场上综合型的智能电动机保护器的设计主要采用交流采样方式+高性能单片机的方案，采用该设计方法的电动机保护器测量参数多、测量精度高、能够提供更完善的保护功能，但是采用此设计方法的成本较高，销售价格也高，在只需要对电动机提供过载、断相等基本常见故障保护的场合没有性价比可言。因此采用一种设计简单、功能能够满足基本保护要求、主要用于替代热继电器的智能电动机保护器将会有很大的市场。ARD2型保护器就是一款设计简洁，保护功能较多，能够满足大多数电动机保护要求的经济型的智能电动机保护器。　　ARD2型智能电动机保护器采用低成本的设计方案，整体系统由信号处理单元、中央处理单元、电源模块、人机交互单元、人机界面、控制模块、通讯接口模块等构成，装置硬件结构如图1所示。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/21/11137kf.jpg图 12.1 信号处理单元　　信号处理单元采用整流放大滤波电路，见图2，该电路能将采样得到的交流信号整流成直流信号，由CPU片内AD进行转换计算。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/175202r.jpg 图 2　　图中IC1为运算放大器LM324，采用双电源供电，这样可以保证LM324输出电压达到5V充分利用A/D转换提高显示精度。IC1将采样得到的信号进行两级放大处理，提高了信号的采样精度，保证了信号的线性度。2.2 中央处理单元　　中央处理单元选用MOTOROLA公司的第一款基于高度节能型S08核的器件MC9S08AW32高性能单片机，该单片机片上资源丰富，抗干扰能力突出。内含32K字节用户程序空间，片上集成2K的RAM，支持BDM片上调试功能，片内集成看门狗电路，片上集成8通道10位AD。外部扩展了铁电存储器，用于存储一些重要的参数，即使以后升级程序也不会丢失先前的重要数据。　　CPU对采样信号进行处理计算，根据测量得到的电流、电压值与预先设定的各种保护数值进行对比，由此来判断电动机的运行状态是否正常，是否需要进行保护。中央处理单元电路见图3。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/175442k.jpg图 32.3 电源模块　　采用AC380V电源模块。该电源模块输入电压为AC220V～450V，输入频率45Hz～60Hz，输出电压稳定、故障率小，输出纹波 1％，转换效率≥75％。具有过压、过流保护。该模块经实际现场使用，具有很高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。2.4 人机交互单元　　人机交互单元采用LED显示和按键输入，系统采用单排四位LED数码管显示各种信息。用户可根据实际需要进行设置。在编程状态下显示菜单及参数。数码管显示采用动态扫描方式，其驱动电路使用一片74HC595加三极管构成。2.5 控制模块　　控制模块主要由开关量输入、输出组成，见图4。开关量输入用于监测外部开关状态，也可根据客户要求用于电动机的起动、停止控制；开关量输出主要用于输出报警信号、脱扣信号和远程起动信号。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/17610tx.jpg图 42.6 通讯接口模块　　通讯接口模块采用通用的RS-485、Modbus RTU通讯规约，能实现遥测、遥控、遥信等功能，见图5。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/17631hz.jpg 图 52.7 整体设计　　保护器采用主体模块和电流互感器模块分离的结构如图6。该结构非常适合安装于抽屉式开关柜。安装时将带显示的保护主体部分嵌入式的安装在开关抽屉的活动面板内，这样既简化了柜内接线、又方便了系统随时调整、设定参数和显示、监控，同时数字化的显示面板也增添了柜面的统一性和美观性，使得配电室内的设备运行情况及故障状态一目了然，极大的方便了系统巡视和检修维护。互感器部分采用DIN35导轨式安装方式，方能够按照用户的测量需求，更换不同量程的电流互感器。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/17640cd.jpg图 62.8 软件设计　　本产品的主软件流程图如图7所示，主程序包括A/D子程序、保护子程序、计算显示子程序、按键处理子程序、通讯子程序等子程序，由于程序内容较多，现只给出主程序流程和保护子程序流程图，见图8。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/17815ar.jpg图 7http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/21/115832xd.jpg图 83　 功能简介　　ARD2智能电动机保护器按额定工作电压可分为AC380V、AC220V；按工作电流范围来分可分为6.3A（1.6A～6.3A）、25A（25A～100A）、100A（25A～100A）、250A（63A～250A）、800A（250A～800A）五个测量档位。实现对电动机运行中出现的启动超时、欠压、过压、欠载、过载、短路、堵转/阻塞、断相、不平衡、剩余电流（接地/漏电）等故障进行保护。并能在此基础上增加各种附加功能，主要有：　　1）远程起动功能：由上位机通过通讯控制保护器的起动继电器，来实现远程起动电动机。　　2）报警功能：当电动机运行状态出现故障时，在还未达到预先设定的脱扣时间前进行报警提示。　　3）通讯功能：RS-485通讯功能，能够通过通讯接口将保护器检测得到的电动机运行的各种参数实时传送给后台主控设备，方便工作人员及时了解电动机的工作状态。　　4）漏电保护：开放漏电保护监测功能，当电动机的运行环境出现漏电情况时，及时切断电动机的供电电源。　　5）开关量输入：用于监测外部开关的分合状态，也可按客户要求进行起、停控制。　　6）事件记录：记录保护器的最近8次脱扣动作产生的时间和原因，方便维护人员查看和检修。　　7）4～20mA模拟量输出：提供直流4～20mA电流信号。 4　 典型应用　　图9为采用直接启动接线方式的ARD2智能电动机保护器典型应用图。用户可通过按动外部启动按钮SB2或通过上位机远程控制保护器的启动继电器来启动电机。其控制方式为：当启动按钮SB2按下或远程启动继电器7、8闭合，则接触器KM的吸引线圈处于通电状态，使接触器KM的主触头和自锁触头KM闭合，启动电动机。此时，松开SB2或启动继电器7、8断开后接触器KM的吸引线圈还是处于通电状态，主触头和自锁触头KM仍旧处于闭合状态，电动机处于通电状态。一旦电动机正常启动后，保护器就对电动机的运行状态进行监测，当电动机出现故障状态后，ARD2保护器的脱扣继电器动作，常闭触点95、96断开，使接触器KM的吸引线圈断电，使接触器KM的主触头和自锁触头的状态由合变为分，切断电动机的供电，使电动机停车。http://www.a

A家GCMS，5977与5975相比，当SIM模式时，5977多了一个EM saver，即EM 保护器。EM保护器：用于防止化合物浓度超出校正曲线线性范围，或者响应过高而烧坏检测器的EM，如果使用EM保护器功能，可以使用高增益数值和长驻留时间，同时又不会饱和电子倍增器。用于单个四级杆配置中的SIM模式，优点是得到更稳定的检测器响应，EM的寿命延长。--当使用这个功能的时候，会要求设定限定值：1）sum limit 1e8(default)2) sum limit 3e83) sum limit 1e95) sum limit 3e9一般这个值是怎么选择的呢？有用过的小伙伴吗？EM多大的值(SIM)下会影响寿命或者烧坏呢？

摘 要：针对低压智能电动机保护器在实际使用中遇到的各种电磁兼容问题，根据微处理器系统的特点从硬件和软件两个方面，提出了抗干扰方法，获得了良好的EMC性能。关键词：微处理器；EMC电磁兼容性；软件；硬件；抗干扰1　 引言　　电动机作为一种拖动机械因具有结构简单、价格低廉、使用维护方便等优点，在国民经济各个方面被广泛采用。在当代，随着电子技术的发展和智能电动机保护器技术的成熟而普及率越来越高。 　　智能电动机保护器采用了微处理器技术，不仅解决了传统的热继整定粗糙、不能实现断相保护，重复性差、测量参数误差大的缺点。保护器通过电流来判断断相故障，软件模拟热积累过程的方法来实现过载保护等方法保证了电机的可靠运行，而微处理器强大的扩展性包括开关量输入、继电器输出，4~20mA变送输出、RS485通讯等很好的满足了控制系统的“四遥”功能。　　电动机保护器提高了电动机运行的可靠性和系统智能化要求，因此保护器的可靠运行起着举足轻重的作用，同时也对保护器抗外界干扰提出了比较现实的要求。下面就从硬件和软件两个方面提出可靠性设计。2　 硬件可靠性设计2.1 微处理的选择　　采用Freescale公司的高性能处理器MC9S08AW60。MC9S08AW60是Freescale公司一款基于S08内核的高度节能型处理器，是第一款认可用于汽车市场的微控制器。可应用在家电、汽车、工业控制等场合，具有业内最佳的EMC性能。2.2 电源端滤波处理　　利用电磁原理进行硬件电路滤波是提高保护器EMC的有效方法。线路如下图，经热敏电阻t、压敏电阻RV1、电感L1、L2、差模电容C1、共模电感L3、共模电容C2、C3组成的两级滤波处理，很好的隔离了由于电源端的输入和输出干扰。PTC热敏电阻器的主要用于过流过热保护，直接串在负载电路中，在线路出现异常状况时，能够自动限制过电流或阻断电流，当故障排除后又恢复原态，俗称“万次保险丝”。根据线路的最大工作电流来确定选择。压敏电阻主要用于吸收各种操作浪涌及感应雷浪涌过压保护，以防止这类过电压干扰或损坏各种电路元件。根据设计经受的浪涌电压按照最大允许使用电压和通流容量来选择。其中,L1、L2、C1为抑制差模干扰，L3、C2、C3为抑制共模干扰。L1、L2铁芯应选择不易饱和的材料及M-F特性优良的材料。按照IEC-380安全技术指标推荐，图中元件参数的选择范围为：C1=0.1~2uF；C2、C3=2.2~33uF；L3为几个或几十毫亨，随工作电流不同而取不同的参数值。　　按照下面公式计算C2、C3的容量：　　　　　Ii=2πfCyU　　式中：Ii───允许的交流漏电流　　　　　f───电源频率；　　　　　U───电源供电电压；　　上图为电源端是否使用滤波器，使用瑞士TRANSIENT 2000电磁兼容测试仪1000V 100KHZ 0.75mS条件EFT群脉冲实验，从TEXtronix TDS1012B捕抓到的信号比较，未使用滤波处理的电源输出端产生了尖峰脉冲，会导致微处理器复位，甚至死机。2.3 信号端处理　　谐波和电磁辐射干扰会导致保护器误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。在电动机控制回路中产生该类干扰源为变频器和现场对讲机。解决的方法有：一是信号输入线胶合，胶合的双胶线能降低共模干扰，由于改变了导线电磁感应的磁通方向，使其感应互相抵消。二是内部线路处理。如下图，采用双差分输入的差动放大器，具有很高的共模抑制比。在输入回路中接RC滤波器、信号的输入和输出端使用专用器件、降低输入输出阻抗、可靠接地和合理的屏蔽等措施。2.4 保护输出端处理　　输入输出端采用光电隔离的方法，也是可以消除共模干扰，同时在保护继电器的的输出端并接压敏电阻，有效的提高了继电器的寿命，也降低了由于外部接触器动作对内部的干扰。考虑到客户使用控制电压的不确定性和接触器线圈容量，确认使用MYG14D821。2.5 外部存储技术和看门狗保护电路　　使用外置存储芯片X25043，SPI接口。微处理器内置SPI控制模块，方便的与该芯片接口，外部存储技术保证了运行状态和事件的记录。低电压复位和外部看门狗提高了保护器的可靠性。2.6 主体与显示单元通过RS485连接　　考虑到使用环境的特殊性和要求的多样性，主体与显示单元之间连接也采用RS485 Modbus-Rtu协议连接，提高了显示与控制的可靠性。 3　 软件可靠性设计3.1 实时多任务的调度　　保护器起着保护电动机的重任，对它的要求是既不能误动，也不能拒动，而且必须快速。实时多任务的调度实际是通过时间片的轮换实现宏观上的多任务效果。对于保护器而言，存在着三个重要的任务，等间隔的交流采样，根据算法得到稳态与暂态电量数据；根据得到的数据判断故障，故障计时、清零和脱扣输出；人机交互界面。下图以一个周波T=20mS，32点采样为例(考虑到快速除法)，32次采样总时间为3.2mS，数据计算时间为9.72mS, 计时0.36mS,则人机交互的时间为6.72mS。这样的任务调度即满足了保护实时性要求，又较快的响应了参数设置。3.2 交流采样、数字滤波　　对于交流正弦信号，一个周期的电压有效值为　　根据电工原理中连续周期交流信号的有效值的定义，将连续信号离散化，用数值积分代替连续积分，从而得到有效值与采样值之间的关系。离散化得到　　　　在对信号多次采样的基础上，通过软件算法提取最逼近真值的数据。这种算法计算连续的周期的交流信号，精度高，抗波形畸变能力强。在使用这种算法时，也可同时采用连续平均值法、中值算法等数字滤波，提高保护器的抗干扰能力。3.3 软件陷阱　　程序是固化在微处理器的存储器中，由编译器统一安排，但设计时，设计人员考虑到产品的扩展性，一般留有余量，也因此总有些存储空间会未被使用。当微处理器的PC指针因为干扰被错置时，系统就会出错。软件陷阱就是在不用的存储空间、中断入口、子程序后加入强制跳转指令，让出错的PC指针恢复正常。　　方法是：NOP　　　　　　NOP　　　　　　JSR MAIN4　 结束语　　本文针对低压智能电动机保护器在实际使用中遇到的各种电磁兼容问题，根据微处理器系统的特点从硬件和软件两个方面，提出了抗干扰方法，获得了良好的EMC性能。

浅谈ARD3电动机保护器设计原理 安科瑞 蔡昀羲摘 要：本文着重介绍ARD3电动机保护器的具体设计方法，给出硬件原理图和软件流程图。文章按照产品的各硬件功能模块进行展开说明，介绍硬件功能模块时，对硬件功能模块原理图进行详细分析，结合各种实际应用的情况说明此处硬件是怎样设计的，为什么这样设计以及这样设计的优缺点。通常电动机保护器工作的条件比较恶劣，为使产品性能方面更加稳定可靠，需要使用一些抗干扰措施，文中介绍的这些抗干扰措施在实际使用中被证明是成功的。关键词：电动机保护器；ARD3；保护功能；ModBus0　 引言　　随着电子技术的发展，电动机保护器正向基于现场总线的智能型方向发展。我公司设计的ARD3电动机保护器立足于国内先进水平，是具有智能保护和可通信功能的电动机保护器。产品系列电流范围齐全，产品系列额定电流范围1.6～800A；可测量的电流范围宽，可以达到10倍电机额定电流；采用先进的软件算法和可靠的硬件设计，对电动机的过载、断相、三相不平衡、堵转、阻塞、过压、欠压等故障进行有效判断和可靠保护，过载保护采用计算分析当前电动机的热容量的方法，根据热容情况判断电动机的过载状态，此种方法可以最大发挥电动机的过载能力；配有可编程开关量输入、继电器输出，用于实现远程主站对电动机运行状态的遥信监视和直接起动、自耦降压、星-三角等起动方式；带有标准RS-485接口ModBus通讯协议实现计算机联网。1　 硬件设计 　　ARD3电动机保护器用H8/3687FP单片机实现电动机的保护功能。在硬件方面主要由三相电流信号采样、漏电流采样、电压信号采样、键盘接口、显示部分、控制输出、报警输出、通信接口等几部分构成，下面分别对其中的关键部分作简要介绍。1.1 信号采集单元　　ARD3电动机保护器采用交流采样算法计算被测信号。采样方式是按一定周期（称为采样周期）连续实时采样被测信号一个完整的波形（对于正弦波只需采样半个周期即可），然后将采样得到的离散信号进行真有效值运算，从而得到被测信号的真有效值，这样就避免了被测信号波形畸变对采样值的影响。　　信号采集单元的功能取样、整流、放大互感器二次测的输出信号，将这些信号转换为单片机可处理的信号。ARD3电动机保护器中处理三相电流信号、剩余电流信号、电压信号的信号采集放大电路原理都相同，现以一路电流信号采集放大电路为例说明电路工作原理。 　　信号采集放大电路如图1所示。在图中二极管A1、A7是双向二极管，对后级电路起到过压保护作用。当输入的信号在正常范围内，A1、A7不起作用，当输入信号超出正常范围（或有脉冲干扰信号出现）时，A1、A7导通，防止超出后级电路端口范围的信号进入后级电路，破坏后级A/D电路。CR1为取样电阻，将从CT1输出的电流信号转变为电压信号。LM324和CR4，CR7，CR10，CR13组成同相放大电路将电压信号放大后输入A/D转换电路。　　图1中LM324采用双电源供电，这样可以保证LM324输出电压达到5V充分利用A/D转换提高显示精度。图1中通过运放将输入信号进行分档处理，小信号从P1.0输出大信号从P1.1输出。这样处理是因为：电动机保护器要处理的电流范围很宽（要从电动机1倍额定电流到10倍额定电流），分档处理可以提高测量精度。1.2 I/O单元　　开关量输入处理电路如图2所示。电路开关量由IN1～IN7输入，通过光藕后产生IS1～IS7，并行信号IS1～IS7输入到74HC165，通过74HC165将并行信号转换为串行信号传送给CPU。电阻R11～R18起到限流作用保护光耦中的二极管不被损坏。RS1～RS8是上拉电阻与电容CS～CS8配合使用既可以稳定光耦输出电平又可以在上电时对光耦起到保护作用。Fig.2 Switching input circuit　　继电器控制电路如图3所示。JDQ1～JDQ4与CPU连接，三极管QJ11～QJ14的供电电压是+5V，三极管QJ1～QJ4的供电电压是+24V。现以QJ11，QJ1这路控制电路来说明电路工作原理，当CPU输出高电平时三极管QJ11不导通，OUT11不会输出电流光藕不会导通，JT1也输出高电平，QJ1不会导通继电器不会动作。当CPU输出低电平时三极管QJ11导通，OUT1输出高电平使光耦导通， JT1变为低电平，三极管QJ1导通OUT1输出低电平使继电器发生动作。图3中二极管DJ1～DJ4作为继电器续流二极管。Fig.3 Relay control circuit　　控制输出部分可采用机电式继电器或固体继电器。前者价格便宜，市场产品丰富，驱动线路也比较简单，但可靠性和使用寿命有限，且在触点动作时会产生“火花”，严重时可影响系统的正常工作。因此，在PCB板布局时应将继电器尽量远离单片机并靠近仪表的输出端口。另外，在继电器线圈两端应并联续流二极管，否则在继电器线圈断电瞬间会产生较高的感应电压，从而破坏电路。固态继电器具有寿命长、性能稳定，无火花等特点，本产品中考虑到产品的可靠性要求采用固态继电器。1.3 通讯单元　　通讯电路如图4所示。通讯电路实现将CPU串口输出电平转换到RS485电平。本电路的巧妙之处在于数据收发直接由硬件来控制，不用CPU参与控制，这样可以节省CPU资源简化程序设计。Fig.4 Communications circuit1.4 CPU单元　　CPU单元是电机保护器的核心单元。信号采集，各种报警处理，通信功能，显示功能……都是由它来完成的。本产品采用的CPU芯片是瑞萨公司的H8/3687芯片，该芯片功能如下：62条基本指令； RTC（片上实时时钟，可作为自由运算计数器使用），SCI（异步或者时钟同步串行通信接口）2路，1路IIC接口，8路10位A/D，８位定时器２个（Timer B1,TimerV），16位定时器１个（TimerZ），看门狗定时器，14位PWM，45个I/O引脚（H8/3687N有43个I/O引脚），包括8个可直接驱动LED的大电流引脚（IOL=20mA,@VOL=1.5V），片上复位电源POR电路，片上低电压检测电路（LVD）。该芯片有两种封装形式：LQFP-64（10mm×10mm）FP-64(14mm×14mm) 。CPU单元电路如图5所示。　　因为A/D功能，IIC功能，RTC，定时器，看门狗等功能都已经集成到芯片内部，所以CPU单元的外围电路十分简洁，各引脚只需外接增加端口驱动能力的上拉电阻和稳定信号的滤波电容即可。2　 软件设计　　系统软件要完成三相电流、1路剩余电流、三路电压A/D，各种保护量计算，保护功能判断处理，显示电压、电流，故障记录，按键处理，通讯，变送等功能。只有合理安排程序流程来完成这些功能，保护器才能可靠工作。程序流程图如图6所示：3　 抗干扰措施　　电动机保护器作为保护电动机装置要具有很强的抗干扰性。在本产品软硬件设计过程中采取如下措施提高产品的抗干扰性：1硬件方面：电源部分加EMC滤波器，高频变压器次级与初级加高压电容，输出部分加滤波电路；信号采集部分增加滤波电路；在作信号处理的各芯片输入口处加端口保护电路；在各芯片电源输入处加去藕电容；继电器两端并联续流二极管，加光耦与CPU端口隔离；不使用的CPU端口定义为输出状态；PCB板布局时模拟部分与数字部分作分区处理，模拟信号在模拟区域内布线，数字信号数字区域内布线，二者不进入彼此区域内；布线时尽量加粗电源线与地线，信号线走线时走145º线，不走直角线；使用CPU内部看门狗监控程序运行。2软件方面：各路信号采集都使用软件滤波，增加采样值的准确性。通过采取一系列的措施，产品的抗干扰性能大幅提高，本产品一次性顺利通过3C安全认证型式试验。4　 结论　　ARD3电动机保护器采用先进的设计方案，集测量、保护、控制、通讯于一身，产品性能安全可靠，可以对电动机实施可靠有效的保护。ARD3电动机保护器在实际使用中完全可以替热继电器、温度继电器等传统的电动机保护产品，替代各种指针式电量表、信号灯、电量变送器等常规元件，简化电动机控制电路，减少柜内电缆连接及现场施工量。

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浅谈ARD3电动机保护器设计原理 安科瑞 蔡昀羲摘 要：本文着重介绍ARD3电动机保护器的具体设计方法，给出硬件原理图和软件流程图。文章按照产品的各硬件功能模块进行展开说明，介绍硬件功能模块时，对硬件功能模块原理图进行详细分析，结合各种实际应用的情况说明此处硬件是怎样设计的，为什么这样设计以及这样设计的优缺点。通常电动机保护器工作的条件比较恶劣，为使产品性能方面更加稳定可靠，需要使用一些抗干扰措施，文中介绍的这些抗干扰措施在实际使用中被证明是成功的。关键词：电动机保护器；ARD3；保护功能；ModBus0　 引言　　随着电子技术的发展，电动机保护器正向基于现场总线的智能型方向发展。我公司设计的ARD3电动机保护器立足于国内先进水平，是具有智能保护和可通信功能的电动机保护器。产品系列电流范围齐全，产品系列额定电流范围1.6～800A；可测量的电流范围宽，可以达到10倍电机额定电流；采用先进的软件算法和可靠的硬件设计，对电动机的过载、断相、三相不平衡、堵转、阻塞、过压、欠压等故障进行有效判断和可靠保护，过载保护采用计算分析当前电动机的热容量的方法，根据热容情况判断电动机的过载状态，此种方法可以最大发挥电动机的过载能力；配有可编程开关量输入、继电器输出，用于实现远程主站对电动机运行状态的遥信监视和直接起动、自耦降压、星-三角等起动方式；带有标准RS-485接口ModBus通讯协议实现计算机联网。1　 硬件设计 　　ARD3电动机保护器用H8/3687FP单片机实现电动机的保护功能。在硬件方面主要由三相电流信号采样、漏电流采样、电压信号采样、键盘接口、显示部分、控制输出、报警输出、通信接口等几部分构成，下面分别对其中的关键部分作简要介绍。1.1 信号采集单元　　ARD3电动机保护器采用交流采样算法计算被测信号。采样方式是按一定周期（称为采样周期）连续实时采样被测信号一个完整的波形（对于正弦波只需采样半个周期即可），然后将采样得到的离散信号进行真有效值运算，从而得到被测信号的真有效值，这样就避免了被测信号波形畸变对采样值的影响。　　信号采集单元的功能取样、整流、放大互感器二次测的输出信号，将这些信号转换为单片机可处理的信号。ARD3电动机保护器中处理三相电流信号、剩余电流信号、电压信号的信号采集放大电路原理都相同，现以一路电流信号采集放大电路为例说明电路工作原理。 http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/24/144022tl.jpg图1　信号采集放大电路　　信号采集放大电路如图1所示。在图中二极管A1、A7是双向二极管，对后级电路起到过压保护作用。当输入的信号在正常范围内，A1、A7不起作用，当输入信号超出正常范围（或有脉冲干扰信号出现）时，A1、A7导通，防止超出后级电路端口范围的信号进入后级电路，破坏后级A/D电路。CR1为取样电阻，将从CT1输出的电流信号转变为电压信号。LM324和CR4，CR7，CR10，CR13组成同相放大电路将电压信号放大后输入A/D转换电路。　　图1中LM324采用双电源供电，这样可以保证LM324输出电压达到5V充分利用A/D转换提高显示精度。图1中通过运放将输入信号进行分档处理，小信号从P1.0输出大信号从P1.1输出。这样处理是因为：电动机保护器要处理的电流范围很宽（要从电动机1倍额定电流到10倍额定电流），分档处理可以提高测量精度。1.2 I/O单元　　开关量输入处理电路如图2所示。电路开关量由IN1～IN7输入，通过光藕后产生IS1～IS7，并行信号IS1～IS7输入到74HC165，通过74HC165将并行信号转换为串行信号传送给CPU。电阻R11～R18起到限流作用保护光耦中的二极管不被损坏。RS1～RS8是上拉电阻与电容CS～CS8配合使用既可以稳定光耦输出电平又可以在上电时对光耦起到保护作用。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/28/921bm.jpg图2　开关量输入电路Fig.2 Switching input circuit　　继电器控制电路如图3所示。JDQ1～JDQ4与CPU连接，三极管QJ11～QJ14的供电电压是+5V，三极管QJ1～QJ4的供电电压是+24V。现以QJ11，QJ1这路控制电路来说明电路工作原理，当CPU输出高电平时三极管QJ11不导通，OUT11不会输出电流光藕不会导通，JT1也输出高电平，QJ1不会导通继电器不会动作。当CPU输出低电平时三极管QJ11导通，OUT1输出高电平使光耦导通， JT1变为低电平，三极管QJ1导通OUT1输出低电平使继电器发生动作。图3中二极管DJ1～DJ4作为继电器续流二极管。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/28/9147j9.jpg图3　继电器控制电路Fig.3 Relay control circuit　　控制输出部分可采用机电式继电器或固体继电器。前者价格便宜，市场产品丰富，驱动线路也比较简单，但可靠性和使用寿命有限，且在触点动作时会产生“火花”，严重时可影响系统的正常工作。因此，在PCB板布局时应将继电器尽量远离单片机并靠近仪表的输出端口。另外，在继电器线圈两端应并联续流二极管，否则在继电器线圈断电瞬间会产生较高的感应电压，从而破坏电路。固态继电器具有寿命长、性能稳定，无火花等特点，本产品中考虑到产品的可靠性要求采用固态继电器。1.3 通讯单元　　通讯电路如图4所示。通讯电路实现将CPU串口输出电平转换到RS485电平。本电路的巧妙之处在于数据收发直接由硬件来控制，不用CPU参与控制，这样可以节省CPU资源简化程序设计。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/28/9133sh.jpg图4　通讯电路Fig.4 Communications circuit1.4 CPU单元　　CPU单元是电机保护器的核心单元。信号采集，各种报警处理，通信功能，显示功能……都是由它来完成的。本产品采用的CPU芯片是瑞萨公司的H8/3687芯片，该芯片功能如下：62条基本指令； RTC（片上实时时钟，可作为自由运算计数器使用），SCI（异步或者时钟同步串行通信接口）2路，1路IIC接口，8路10位A/D，８位定时器２个（Timer B1,TimerV），16位定时器１个（TimerZ），看门狗定时器，14位PWM，45个I/O引脚（H8/3687N有43个I/O引脚），包括8个可直接驱动LED的大电流引脚（IOL=20mA,@VOL=1.5V），片上复位电源POR电路，片上低电压检测电路（LVD）。该芯片有两种封装形式：LQFP-64（10mm×10mm）FP-64(14mm×14mm) 。CPU单元电路如图5所示。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/28/9112xc.jpg图5　CPU电路Fig.5 Cpu circuit　　因为A/D功能，IIC功能，RTC，定时器，看门狗等功能都已经集成到芯片内部，所以CPU单元的外围电路十分简洁，各引脚只需外接增加端口驱动能力的上拉电阻和稳定信号的滤波电容即可。2　 软件设计　　系统软件要完成三相电流、1路剩余电流、三路电压A/D，各种保护量计算，保护功能判断处理，显示电压、电流，故障记录，按键处理，通讯，变送等功能。只有合理安排程序流程来完成这些功能，保护器才能可靠工作。程序流程图如图6所示：http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/28/9059hv.jpg图6　程序流程Fig.6 Flow chart of software3　 抗干扰措施　　电动机保护器作为保护电动机装置要具有很强的抗干扰性。在本产品软硬件设计过程中采取如下措施提高产品的抗干扰性：1硬件方面：电源部分加EMC滤波器，高频变压器次级与初级加高压电容，输出部分加滤波电路；信号采集部分增加滤波电路；在作信号处理的各芯片输入口处加端口保护电路；在各芯片电源输入处加去藕电容；继电器两端并联续流二极管，加光耦与CPU端口隔离；不使用的CPU端口定义为输出状态；PCB板布局时模拟部分与数字部分作分区处理，模拟信号在模拟区域内布线，数字信号数字区域内布线，二者不进入彼此区域内；布线时尽量加粗电源线与地线，信号线走线时走145º线，不走直角线；使用CPU内部看门狗监控程序运行。2软件方面：各路信号采集都使用软件滤波，增加采样值的准确性。通过采取一系列的措施，产品的抗干扰性能大幅提高，本产品一次性顺利通过3C安全认证型式试验。4　 结论　　ARD3电动机保护器采用先进的设计方案，集测量、保护、控制、通讯于一身，产品性能安全可靠，可以对电

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摘 要：本文着重介绍ARD3电动机保护器的具体设计方法，给出硬件原理图和软件流程图。文章按照产品的各硬件功能模块进行展开说明，介绍硬件功能模块时，对硬件功能模块原理图进行详细分析，结合各种实际应用的情况说明此处硬件是怎样设计的，为什么这样设计以及这样设计的优缺点。通常电动机保护器工作的条件比较恶劣，为使产品性能方面更加稳定可靠，需要使用一些抗干扰措施，文中介绍的这些抗干扰措施在实际使用中被证明是成功的。关键词：电动机保护器；ARD3；保护功能；ModBusAbstract: This paper highlights idiographic design methods of the ARD3 motor protector, gives hardware and software flow char diagram. According to hardware modules, the article starts description of the hardware modules schematic for detailed analysis, the combination of practical application note here is how to design the hardware, why this design and the advantages and disadvantages of this design. The conditions that motor protector usually works are poor, for the product more stable and reliable performance, needing to use some anti-jamming measures, described in the text of these anti-jamming measures in practical use has proved to be successful.Key words: motor protector；ARD3；protect function；ModBus0　 引言　　随着电子技术的发展，电动机保护器正向基于现场总线的智能型方向发展。我公司设计的ARD3电动机保护器立足于国内先进水平，是具有智能保护和可通信功能的电动机保护器。产品系列电流范围齐全，产品系列额定电流范围1.6～800A；可测量的电流范围宽，可以达到10倍电机额定电流；采用先进的软件算法和可靠的硬件设计，对电动机的过载、断相、三相不平衡、堵转、阻塞、过压、欠压等故障进行有效判断和可靠保护，过载保护采用计算分析当前电动机的热容量的方法，根据热容情况判断电动机的过载状态，此种方法可以最大发挥电动机的过载能力；配有可编程开关量输入、继电器输出，用于实现远程主站对电动机运行状态的遥信监视和直接起动、自耦降压、星-三角等起动方式；带有标准RS-485接口ModBus通讯协议实现计算机联网。1　 硬件设计 　　ARD3电动机保护器用H8/3687FP单片机实现电动机的保护功能。在硬件方面主要由三相电流信号采样、漏电流采样、电压信号采样、键盘接口、显示部分、控制输出、报警输出、通信接口等几部分构成，下面分别对其中的关键部分作简要介绍。1.1 信号采集单元　　ARD3电动机保护器采用交流采样算法计算被测信号。采样方式是按一定周期（称为采样周期）连续实时采样被测信号一个完整的波形（对于正弦波只需采样半个周期即可），然后将采样得到的离散信号进行真有效值运算，从而得到被测信号的真有效值，这样就避免了被测信号波形畸变对采样值的影响。　　信号采集单元的功能取样、整流、放大互感器二次测的输出信号，将这些信号转换为单片机可处理的信号。ARD3电动机保护器中处理三相电流信号、剩余电流信号、电压信号的信号采集放大电路原理都相同，现以一路电流信号采集放大电路为例说明电路工作原理。 　　信号采集放大电路如图1所示。在图中二极管A1、A7是双向二极管，对后级电路起到过压保护作用。当输入的信号在正常范围内，A1、A7不起作用，当输入信号超出正常范围（或有脉冲干扰信号出现）时，A1、A7导通，防止超出后级电路端口范围的信号进入后级电路，破坏后级A/D电路。CR1为取样电阻，将从CT1输出的电流信号转变为电压信号。LM324和CR4，CR7，CR10，CR13组成同相放大电路将电压信号放大后输入A/D转换电路。　　图1中LM324采用双电源供电，这样可以保证LM324输出电压达到5V充分利用A/D转换提高显示精度。图1中通过运放将输入信号进行分档处理，小信号从P1.0输出大信号从P1.1输出。这样处理是因为：电动机保护器要处理的电流范围很宽（要从电动机1倍额定电流到10倍额定电流），分档处理可以提高测量精度。1.2 I/O单元　　开关量输入处理电路如图2所示。电路开关量由IN1～IN7输入，通过光藕后产生IS1～IS7，并行信号IS1～IS7输入到74HC165，通过74HC165将并行信号转换为串行信号传送给CPU。电阻R11～R18起到限流作用保护光耦中的二极管不被损坏。RS1～RS8是上拉电阻与电容CS～CS8配合使用既可以稳定光耦输出电平又可以在上电时对光耦起到保护作用。　　继电器控制电路如图3所示。JDQ1～JDQ4与CPU连接，三极管QJ11～QJ14的供电电压是+5V，三极管QJ1～QJ4的供电电压是+24V。现以QJ11，QJ1这路控制电路来说明电路工作原理，当CPU输出高电平时三极管QJ11不导通，OUT11不会输出电流光藕不会导通，JT1也输出高电平，QJ1不会导通继电器不会动作。当CPU输出低电平时三极管QJ11导通，OUT1输出高电平使光耦导通， JT1变为低电平，三极管QJ1导通OUT1输出低电平使继电器发生动作。图3中二极管DJ1～DJ4作为继电器续流二极管。　　控制输出部分可采用机电式继电器或固体继电器。前者价格便宜，市场产品丰富，驱动线路也比较简单，但可靠性和使用寿命有限，且在触点动作时会产生“火花”，严重时可影响系统的正常工作。因此，在PCB板布局时应将继电器尽量远离单片机并靠近仪表的输出端口。另外，在继电器线圈两端应并联续流二极管，否则在继电器线圈断电瞬间会产生较高的感应电压，从而破坏电路。固态继电器具有寿命长、性能稳定，无火花等特点，本产品中考虑到产品的可靠性要求采用固态继电器。1.3 通讯单元　　通讯电路如图4所示。通讯电路实现将CPU串口输出电平转换到RS485电平。本电路的巧妙之处在于数据收发直接由硬件来控制，不用CPU参与控制，这样可以节省CPU资源简化程序设计。1.4 CPU单元　　CPU单元是电机保护器的核心单元。信号采集，各种报警处理，通信功能，显示功能……都是由它来完成的。本产品采用的CPU芯片是瑞萨公司的H8/3687芯片，该芯片功能如下：62条基本指令； RTC（片上实时时钟，可作为自由运算计数器使用），SCI（异步或者时钟同步串行通信接口）2路，1路IIC接口，8路10位A/D，８位定时器２个（Timer B1,TimerV），16位定时器１个（TimerZ），看门狗定时器，14位PWM，45个I/O引脚（H8/3687N有43个I/O引脚），包括8个可直接驱动LED的大电流引脚（IOL=20mA,@VOL=1.5V），片上复位电源POR电路，片上低电压检测电路（LVD）。该芯片有两种封装形式：LQFP-64（10mm×10mm）FP-64(14mm×14mm) 。CPU单元电路如图5所示。　　因为A/D功能，IIC功能，RTC，定时器，看门狗等功能都已经集成到芯片内部，所以CPU单元的外围电路十分简洁，各引脚只需外接增加端口驱动能力的上拉电阻和稳定信号的滤波电容即可。2　 软件设计　　系统软件要完成三相电流、1路剩余电流、三路电压A/D，各种保护量计算，保护功能判断处理，显示电压、电流，故障记录，按键处理，通讯，变送等功能。只有合理安排程序流程来完成这些功能，保护器才能可靠工作。程序流程图如图6所示：3　 抗干扰措施　　电动机保护器作为保护电动机装置要具有很强的抗干扰性。在本产品软硬件设计过程中采取如下措施提高产品的抗干扰性：1硬件方面：电源部分加EMC滤波器，高频变压器次级与初级加高压电容，输出部分加滤波电路；信号采集部分增加滤波电路；在作信号处理的各芯片输入口处加端口保护电路；在各芯片电源输入处加去藕电容；继电器两端并联续流二极管，加光耦与CPU端口隔离；不使用的CPU端口定义为输出状态；PCB板布局时模拟部分与数字部分作分区处理，模拟信号在模拟区域内布线，数字信号数字区域内布线，二者不进入彼此区域内；布线时尽量加粗电源线与地线，信号线走线时走145º线，不走直角线；使用CPU内部看门狗监控程序运行。2软件方面：各路信号采集都使用软件滤波，增加采样值的准确性。通过采取一系列的措施，产品的抗干扰性能大幅提高，本产品一次性顺利通过3C安全认证型式试验。4　 结论　　ARD3电动机保护器采用先进的设计方案，集测量、保护、控制、通讯于一身，产品性能安全可靠，可以对电动机实施可靠有效的保护。ARD3电动机保护器在实际使用中完全可以替热继电器、温度继电器等传统的电动机保护产品，替代各种指针式电量表

2011年6月16日，中国国家标准化管理委员会分别发布了关于音视频设备的电气安全要求、低压电涌保护器性能要求和测试方法、信息技术设备安全通用要求的G/TBT/N/CHN/822、G/TBT/N/CHN/825、G/TBT/N/CHN/826号通报。这三项通报都是关于设备的强制性安全标准， 均是修改采用了对应的国际标准要求。三项强制性标准在提交WTO秘书处的90天后正式通过，并在通过后6个月正式执行。1. G/TBT/N/CHN/822号通报主要阐述了适用于被设计成由电网电源、电源设备、电池或远程馈电系统供电的，预定用来分别接收、产生、录制或重放音频、视频和有关信号的电子设备的安全要求。该强制性标准主要修改采用了国际标准IEC60065：2005《音频、视频及类似电子设备 安全要求》，主要在电源额定值的标示、安全说明、电源插头、适用范围、电气间隙的要求值、湿热处理条件、温度限值、接触电流的限值、天线与保护地的隔离、显像管的试验方法、额定消耗功率的标识等方面做出了修改。2. G/TBT/N/CHN/825号通报主要阐述了低压电涌保护器的性能试验要求，规定了三种类别的实验及其试验方法。该强制性标准主要是修改采用了IEC61643-1：2005《低压电涌保护器 第一部分：连接低压配电系统的电涌保护器 性能要求和试验方法》，主要在脱离器和过载时的安全性能的一般要求中增加了注“用作指示装置或者类似功能的低压电涌保护器在试验时可断开”；在表11中，只规定了我国的过载特性电流系数的选取值；在短路耐受能力试验中的实验电压考虑到制造商推荐的最大过电流保护元件的额定电压。3. G/TBT/N/CHN/826号通报主要阐述了适用于电网电源供电的或电池供电的、额定电压不超过600V的信息技术设备的安全要求。该强制性标准主要修改采用了国际标准IEC60950-1：2005《信息技术设备的安全-第一部分：通用要求》，主要在电源容差、电源额定值的标示、安全说明、电源插头、适用范围、电气间隙的要求值、湿热处理条件、温度限值、过流保护装置、阴极射线管的机械强度要求等方面做出了修改。

准备装一个断电保护器，不知道买什么品牌和什么型号的好,求助各位版友赐教？Thanks