基于P87LPC764型单片机延时型漏电继电器

文章摘要： 摘要：介绍以P87LPC764型单片机为核心的延时型漏电继电器设计方案。该方案可供用户选择实现额定动作电流和5倍额定动作电流下不同的延时动作时间，并有重合闸设定选择功能。解决了以往传统分立元件带来的延时时间离散性大且不实现的弊端。 关键词：延时时间 漏电继电器 单片机 设计 1 引言 漏电继电器是一种可在被保护线路漏电电流达到设定值（额定动作电流IΔ）后切断被保护线路供电电源的保护装置。漏电信号的检测由零序电流互感器来完成，它可将检测到的被保护线路的漏电电流转换成毫伏级的交流电压信号，再通过信号整流、放大和滤波得到一个直流电压，然后配合相应的控制电路来驱动执行回路，

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    摘要：介绍以P87LPC764型单片机为核心的延时型漏电继电器设计方案。该方案可供用户选择实现额定动作电流和5倍额定动作电流下不同的延时动作时间，并有重合闸设定选择功能。解决了以往传统分立元件带来的延时时间离散性大且不实现的弊端。

    关键词：延时时间 漏电继电器 单片机 设计

    1 引言

    漏电继电器是一种可在被保护线路漏电电流达到设定值（额定动作电流IΔ）后切断被保护线路供电电源的保护装置。漏电信号的检测由零序电流互感器来完成，它可将检测到的被保护线路的漏电电流转换成毫伏级的交流电压信号，再通过信号整流、放大和滤波得到一个直流电压，然后配合相应的控制电路来驱动执行回路，以实现切断保护线路供电电源的控制目的。简单的实现过程是信号检测→滤波→二级放大→控制电路→驱动执行回路→切断被保护线路电源。

    本文给出的延时型漏电继电器解决方案就是利用P87LPC764型单片机构成控制电路来取代传统的电路，该电路可在不同IΔ条件下实现不同的延时动作时间及其他相关功能。

    2 继电器的功能

    根据漏电保护标准及延时型漏电继电器驱动要求，该保护装可以实现以下功能：

（1）用户可选择3档额定动作电流（分别记为IΔ1、IΔ2、IΔ3），在使用中由用户根据被保护线路的实际状况来决定。一般可以设定IΔ1<IΔ2<IΔ3。

（2）每一种额定动作电流下（1倍情况下）均设有3档延时动作时间T1a、T1b、T1c(设定T1a<T1b<T1c)，不难看出，这3档额定动作电流要区分9种延时动作情况。延时动作时间是指电路检测到的漏电电流超过额定动作电流到电路执行回路动作并切断被保护线路电源的时间。

（3）与第一点对应，在5倍额定动作电流下，这3档电流可分别记为5IΔ1、5IΔ2、5IΔ3，相应的3档延时动作时间为T2a、T2b、T2c，同样设定T2a<Tab<T2c。显然动作电流越大，相应延时动作时间越小，即T2a<T1a、T2b<T1b、T2c<T1c。
 
（4）在电路中保留重合闸功能。如选择该功能，当保护装置动作并切断被保护线路电源后，将在延时T3时间后自动恢复供电。否则，装置必须手动恢复并回到初始状态。

（5）根据漏电动作基本要求，当选择第条功能后，装置可以在T3延时时间后自动恢复，但此时若检测的漏电信号仍然超过装置设定的额定动作电流（可称为“二次漏电”），软件中在延时T3后紧接着设定T4（T4<<T3）延时时间，即应该具备在T4并超过装置设定的额定动作电流时，装置处于闭锁状态，必须手动恢复复并回到初始状态；如果在T4延时时间到达前“二次漏电”解除或“二次漏电”本身不存在，就不会使装置处于闭锁状态。这样，设计时就必须考虑到“二次漏电”的可能性，避免盲目地自动重合闸。

    3 P87LPC764简介

    P87LPC764是Philips公司推出的51内核、改进型单片机，运行速度为标准80C51型机的2倍，丰富灵活的端口定义、内含二个精确模拟量比较器是选用该型号的理由。该单片机的主要功能如下：

·运行速度快；

·程序存储器为4KB OTP（一次编程），32B用户代码区；

·2个16位定时/计数器；

·2个精确模拟量比较器；

·可编程的I/O口输出模式；

·20mA的口线驱动能力。

    4 硬件电路

    4．1 信号检测与放大电路

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