机电一体化论文-单片机漏电保护控制器研制.doc

论文题目：单片机漏电保护控制器研制
专 业：电气工程及其自动化

摘 要 

漏电保护是煤矿井下供电系统保护的重要保护之一，随着煤矿现代化程度的不断提高，对煤矿井下供电系统的可靠性、安全性和连续性的要求越来越高。煤矿井下工作环境恶劣，经常出现漏电故障，漏电故障如不及时排除会存在较大的危害，如可引起瓦斯爆炸，煤尘的爆炸，提前点燃雷管等事故，直接危及人身安全，因此煤矿井下电网必须装设漏电保护装置。
本文利用附加直流电源检漏的原理，针对煤矿井下不同的电压等级，设计出了基于51单片机的漏电保护控制器。该控制器硬件漏电信号的采集与处理单元信息的显示单元、报警与跳闸的执行单元；软件并采用模块化的软件设计思路，包括系统初始化、数据采集、数据处理、显示这些模块。
该控制器可对煤矿井下低压系统漏电故障迅速准确的作出判断，发出跳闸和报警信号，切除干线故障。经过硬件和软件的调试达到了预期要求。

关键词：单片机，附加直流，绝缘电阻，漏电保护

目 录

第1章 前 言 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 井下低压电网漏电保护的发展及现状 1
1.3 课题研究的主要内容 2
第2章 设计理论基础 4
2.1 煤矿井下低压电网漏电故障分析 4
2.2 附加直流电源漏电保护原理 5
第3章 设计方案 6
3.1 硬件设计方案 6
3.1.1 控制器的硬件设计要求 6
3.1.2 设计思路 6
3.1.3 主回路 7
3.1.4 信号处理 7
3.1.5 A/D转换电路 9
3.1.6 单片机芯片STC89C52RC 10
3.1.7 显示电路 12
3.1.8 控制、驱动、执行电路 13
3.1.9 电源部分 13
3.2 软件设计 14
3.2.1 初始化设置 14
3.2.2 信号采集模块 14
3.2.3 数据处理模块 15
3.2.4 显示模块 16
第4章 系统调试 17
4.1 硬件调试 17
4.1.1 主回路的调试 17
4.1.2 信号采集单元的调试 17
4.1.3 显示单元调试 17
4.1.4 数据转换单元调试 18
4.1.5 控制、驱动、执行单元调试 18
4.1.6 硬件综合调试 18
4.2 软件调试 18
第5章 总 结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录Ⅰ系统硬件图 22
附录Ⅱ 系统软件 23

- 23 -
前 言

1.1 课题研究的背景及意义
漏电保护是煤矿井下供电系统的三大保护（过流保护、漏电保护、接地保护）之一[1]。漏电故障不但会导致人身触电，还会形成单相接地故障，如不及时排除还会发展为相间短路故障，产生的电弧还有可能造成瓦斯和煤尘的爆炸。所以为了确保人身安全，避免因漏电引起的瓦斯、煤尘爆炸，《煤矿安全规程》[2]规定，在煤矿井下低压电网必须漏电或选择性漏电保护装置。
设置完善的漏电保护装置，在漏电时有效的切除故障，可以避免因此产生的人身或生产事故，大大提高供电系统的安全性和可靠性。因此，研究高可靠性的漏电保护装置对煤矿井下人身及生产安全有着深远的影响和巨大的应用价值。
1.2 井下低压电网漏电保护的发展及现状
漏电保护技术是确保生命安全和设备安全的一项重要电力技术。漏电保护装置的发展大约经历了三个阶段[3]。1912 年德国正式发明了电压型漏电保护器标志着漏电保护器进入了初始发展阶段[4]。20 世纪 50 年代，美、德、日、法相继研制出来灵敏度为 30mA 的电流型漏电保护器，漏电保护装置技术进入发展阶段[5]。20世纪 70 年代，各国开始制定规程，强制在一些场所安装漏电保护器，标志着漏电保护装置的发展进入成熟阶段[6]。
我国研究漏电保护器起步晚于国外，进入 20 世纪 70 年代我国用电量逐年增加，触电事故也随之增加，为了适应新形势的发展需要，煤炭工业部于 1982 年，在江苏省徐州市中国矿业学院召开了煤炭系统的第二次全国性漏电保护会议，总结了前一段时间的漏电保护科研工作，并为今后继续开展漏电保护指出了方向[7]。会议认为，应当开展低压电网选择性漏电保护装置的研究、超前切断电源装置的研究、漏电保护安全参数的研究、直流架线式电网漏电保护装置的研究以及矿井低压电网绝缘阻抗值的测定等项工作。1986 年我国制定了国家标准 GB6829《漏电电流动作保护器（剩余电流动作保护器）》，1995 年进行了重新修订，明确规定了漏电保护器产品的标准要求、工作条件和试验方法，从此我国漏电保护器产品的设计和生产进入科学化、规范化阶段，产品系列逐步齐全，产品质量稳步提高，并逐步强制规定用户安装漏电保护器[8]。
我国在 20 世纪 50 年代初，引进了苏联的漏电保护装置，并在矿井中推广应用。同时研制成 JY82 型隔爆检漏继电器产品，一直沿用到 80 年代末，甚至有的矿井现在还在使用，随着煤炭生产机械化程度的提高，这种产品逐渐不能适应生产的要求。因此，60 年代我国自行设计和生产了 JL80、JL82 型隔爆检漏继电器[9]。70 年代又研制生产了 JJKB30 型隔爆检漏继电器，随着科学技术的发展和矿井电网电压等级的升高，我国自行研制了多种类型的漏电保护装置[10]。
随着计算机、微电子技术的发展，单片机功能也越来越丰富，价格低廉，以单片机为核心的保护系统具有全面采集，快速分析，实时监控等特点，可以独立的完成现代工业控制所要求的智能化控制功能；能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统。现在，单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等，单片机应用领域越来越广泛。单片机在漏电保护系统的应用能有效的解决漏电保护系统运行不稳，监控不可靠的缺陷，安全性、可靠性、自动化程度显著提高[11]。从北京国际煤炭博览会上看，1995 年国外防爆开关实现微机测控的仅有英国 Allenwest 公司等少数几个厂家，到 1997年国，大部分国外厂家的馈电开关与磁力启动器均已采用微机测控[12]。例如，英国 Brush变压器公司生产的移动变电站和 Baldwin&Francis 公司生产的磁力控制站，均采用微型计算机作为中央控制单元，实现了漏电、短路、过载、欠压等多项保护功能；德国西门子公司生产的 Siprotec4 系列多功能保护继电器，不仅具有完善的保护功能，而且能够提供友好的人机界面[13]。
1.3课题研究的主要内容
针对我国煤矿井下低压供电系统的漏电保护的现状，在查阅大量国内外相关文献基础上，确定本文课题的研究内容如下：
分析电网漏电故障的特点，设计漏电信号提取电路。
（1）设计漏电信号的采集和处理电路，并通过实验验证电路的可行性。
（2）设计以单片机为核心的控制系统，编写相应的软件，并给出系统框图。
（3）设计相关信息的显示单元，提供人机交互界面。
本论文的结构如下：
第1章论述了本文研究的背景和意义，漏电保护国内外的发展历史及现在的发展趋势。
第2章分析我国煤矿井下低压电网的漏电特性和附加直流电源检漏法漏电保护的原理。
第3章介绍该控制器的硬件以及软件设计思路，给出了具体电路和软件流程，分析出漏电保护的整定值。
第4章介绍系统的调试工作，包括硬件和软件调试，在线调试和脱机运行。
第5章总结了本次研究过程的成果和不足，并提出以后的改进方向。

第1章 设计理论基础
煤矿井下低压供电网的漏电保护多采用零序电流方向（选择性）保护和附加直流电源保护这两种方式[14]。选择性漏电保护只适用于放射式多支路的接线方式，用于断开发生漏电故障的支路，如果在干线或单一支路发生漏电故障，由于零序电流的方向由母线流向支路，选择性漏电保护就不起作用了，降低了可靠性。而附加直流电源漏电保护适用于干线总馈电开关处，能够可靠的断开漏电故障。
本章主要分析煤矿井下低压电网漏电故障的特征和附加直流电源漏电保护实现的原理，为漏电保护控制器的研制提供理论基础。
2.1煤矿井下低压电网漏电故障分析
我国煤矿井下为中性点不接地的工作方式，当只考虑电网对地的绝缘电阻时，其供电系统原理图如图2.1所示

图2.1煤矿井下低压供电系统原理
如图2.1所示，===，分别为各相对地绝缘电阻。当人触及A相或A相的对地绝缘电阻损坏后(设A相对地阻抗为),当时，则三相电网的对地电压不再对称，于是电网上就出现了零序电压。设为流过人体的电流则有
(2-1)
一般认为30mA为人身触电电流的极限电流，在煤矿井下，通常取人身电阻值＝1kΩ。由式(2-1)可知在相电压和人身电阻确定的条件下，当人触及A相或A相的对地绝缘电阻损坏后，提高绝缘电阻就可以减小流过人身的电流或入地电流，由以上条件可知，对于煤矿井下相电压分别为380V、660V、1140V的电网，为了保障流过人体的电流值不超过安全极限值，则每相对地的绝缘电阻最少为19 kΩ、35 kΩ和63 kΩ。因此通过检测电网绝缘电阻的大小可以实现漏电保护[15]。
2.2 附加直流电源漏电保护原理
如图2.2所示，直流电源加在电网上，电流从正极经电网对地的绝缘电阻、电抗器、千欧表、直流继电器回到负极。则电流的大小为

图2.2 附加直流电源检漏原理
（2-2）
式中 是附加直流电源电压，V；
电抗器的直流电阻，Ω；
直流继电器线圈的直流电阻，Ω；
千欧表的直流电阻，Ω；
电网对地绝缘电阻，Ω；
当、、一定时，电流将随的变化而变化，当KD选定后，动作值就一定了。当下降到一定程度（发生漏电故障），使>时，KD便动作，其常开或常闭接点，将接通自动馈电开关的分励脱扣线圈或断开其无压释放线圈，使自动馈电开关跳闸，达到漏电保护的目的。
第3章 设计方案
前面已经已经介绍了附加直流电源检漏法漏电保护的原理，但是当电网的交流电流进入继电器直流线圈时，使其正常工作受到干扰，电容对动作值也有影响，这些明显不利于漏电保护装置，因此本章考虑这些因素，通过合理的硬件设计和软件设计，完成了基于单片机的附加直流电源漏电保护控制器的研制，下面分别介绍硬件和软件设计方案。
3.1 硬件设计方案
3.1.1 控制器的硬件设计要求
以51单片机为核心，实现漏电信号的模拟和采集，漏电保护控制器的硬件电路的设计、制作，以LCD1602显示电网的工作电压、绝缘电阻和保护器工作状态，保护动作后能发出故障报警显示及告警信号。
31.2 设计思路
因为漏电信号是从低压电网中采集而来，所以要经过分压、隔离和模数转换才能送入单片机，数据采集入单片机后，经过软件的计算、处理，在LCD液晶上显示电网电压、绝缘电阻整定值和检测值、系统工作状态，通过检测值和整定值的比较，显示系统的运行状态，若发生漏电故障则发出报警信号和跳闸信号。单片机发出的信号经过外围的驱动电路来执行报警和跳闸信号。 按照设计思路所设计的硬件框图如图3.1所示。

图3.1 硬件框图

3.1.3 主回路
附加直流电源（电压为） 的正极接地,直流电流经三相绝缘电阻（设并联等效电阻为）、电抗器SK、分压电阻和后回到直流电源的负极,为上的电压。

图3.2 检漏单元电路图
从图3.2可知电网的对地绝缘电阻为
(3-1)
式中：为三相电抗器SK的等效电阻。
为了保证人身安全,结合式(2-1) ，对于相电压分别为380 V、660 V 和1 140 V 的井下低压供电网来说，最少分别为6. 33 kΩ、11. 7 kΩ和21 kΩ。
对于直流回路来说，为三相电网对地的并联等效电阻。由并联电路可知，若三相中的一相或两相对地绝缘电阻下降时，的值小于三相绝缘电阻同时下降时的值。因此，检测的值就可以检测电网对地的绝缘电阻值，从而可以实现根据电网对地绝缘电阻的变化实现漏电保护 。
3.1.4 信号处理
信号处理模块包括分压电路、隔离电路和稳压电路。电路原理图如图3.3所示

图3.3 信号处理电路
光耦合器（Opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用[15]。管脚图如图3.4所示。

图3.4 光耦管脚图
1脚是发光二极管的阳极，2是阴极；3是光敏半导体的发射极，4是集电极。
EL 817是一种新型的光电隔离器件，能够传输连续变化的模拟电压或电流信号，这样随着输入信号的强弱变化会产生相应的光信号，从而使光敏晶体管的导通程度也不同，输出的电压或电流也随之不同。
EL 817不但可以起到反馈作用还可以起到隔离作用可以隔离电网和控制器的地。
OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。其管脚图如图3.5所示

图3.5 OP07管脚图
1，8脚为偏置调零端；
2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，6脚为输出端；
4为负电源输入端，7为正电源输入端；
5为空脚。
OP07在这里主要起一个电压跟随作用。OP07的输出接ADC0809的IN0模拟输入通道。
3.1.5 A/D转换电路
A/D转换采用带有8 位A/D 转换器、8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件的ADC0809 。它是逐次逼近式A/D 转换器，可以和单片机直接接口。其与单片机的连接关系图如图3.6所示

图3.6 ADC0809与单片机连接关系图

ADC0809 各脚功能如下：
OUT7~OUT0：8 位数字量输出引
IN0~IN7：8 位模拟量输入引脚。
VCC：+5V 工作电压，GND：地。
REF（+）：参考电压正端。
REF（-）：参考电压负端。
START：A/D 转换启动信号输入端。
ALE：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D 转换）。
EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。
OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。

CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。
ADC0809允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。A、B、C 3个地址位进行译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，通道选择如表3.1。
表3.1 ADC0809模拟通道选择
A
B
C
通道
0
0
0
IN0
0
0
1
IN1
0
1
0
IN2
0
1
1
IN3
1
0
0
IN4
1
0
1
IN5
1
1
0
IN6
1
1
1
IN7
因为只用到IN0通道，所以将ABC都接地，全为0选通IN0。
3.1.6 单片机芯片STC89C52RC
做为控制器的控制中枢，单片机的选取很重要。经过多次对比，我选择了STC公司生产的STC89C52RC，它是一种标准型单片机，而且程序擦写容易，价格便宜。其采用40引脚双列直插式封装（DIP），这40个引脚可分为电源线、外接晶体线、控制线、I/O端口线四部分[16]。引脚图如图3.7所示。

图3.7 单片机管脚图
电源线：VCC（40引脚）：接＋5V电源正端。 GND（20引脚）：接电源地端。
外接晶振线：XTAL1（19引脚）和XTAL2（18引脚）。
I/O端口线：P0口（32～39引脚）；
P1口（1～8引脚）；
P2口（21～28引脚）；
P3口（10～17引脚）；
控制线：RST/VPD（9引脚）单片机复位/备用电源引脚。
PSEN（29引脚）片外程序存储器读选通信号，低电平有效。
ALE（30引脚）地址锁存允许信号。
EA/VPP（31引脚）片外程序存储器选用端。

3.1.7 显示电路
显示电路利用LCD1602来显示电网电压、绝缘电阻整定值和绝缘电阻检测值。其与单片机的连接图如图3.8所示。

图3.8 LCD1602与单片机连接关系图
LCD1602管脚定义为：
第1脚：VSS为电源地
第2脚：VDD接5V电源正极
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会 产生“鬼影”，使用时通过一个10K的电位器调整对比度）。 　　
第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。 　　
第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。 　　
第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。 　　
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。 　　
第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极

3.1.8 控制、驱动、执行电路
控制电路利用按钮来实现手动跳闸和电网电压等级的选择，驱动电路主要是放大单片机发出的控制信号给执行单元，为了保证控制器的可靠性，在驱动继电器时也加上光耦进行地间的隔离。具体电路如图3.9所示

图3.9 控制、驱动、执行电路
驱动电路采用ULN2003A芯片设计，ULN2003A是一个7路反向器电路，即当输入端为高电平时ULN2003A输出端为低电平，当输入端为低电平时ULN2003A输出端为高电平。前面7路输入，后面七路对应输出。
功能特点：高电压输出50V ; 输出钳位二极管;输入兼容各种类型的逻辑电路;应用继电器驱动器。
3.1.9 电源部分
各个部分要正常工作还需要提供正确的电压。主回路部分要36V的直流电源，单片机，ADC0809，LCD1602使用5V电源，继电器采用的是12V直流继电器，因此需要12V的电源。为了控制器的稳定运行，不同电压源的接地采用光耦进行了隔离。

3.2 软件设计
软件要根据硬件电路接线，实现数据采集、处理、显示以及各种控制指令的读取和发出，实现漏电保护控制器所要求的功能。此次设计采用C语言编程，易于模块化编程的实现，以及检查和修改。软件包括以下几个模块：数据采集模块、数据处理模块、显示模块。流程图如图3.10所示

图 3.10 软件组成模块
3.2.1 初始化设置
初始化包括IO口初始化、定时器初始化、LCD初始化和变量初始化。
IO口初始化完成各端口高低电平的状态设置
定时器初始化完成中断寄存器的开启及清零，准备计时，为ADC0809提供时钟信号。
LCD初始化完成LCD1602的基本设置，包括清除屏幕，双行显示5*7字符，开显示，关光标。
3.2.2 信号采集模块
流程图如图3.11所示
对照图3.6，信号采集执行过程如下：

图3.11 信号采集流程图
START=0，下跳沿开始A/D转换；
EOC=0，转换进行中，等待转换结束；
OE＝1，转换结束后，允许ADC0809数据输出，然后读取数据到单片机；
OE=0，读完数据后关闭输出，数据锁存。
Y
Y
<预警值
跳闸信号
<整定值
计算数据
预警信号
3.2.3 数据处理模块
图3.12 数据处理流程图
流程图如图3.12所示，该模块主要完成采集的数字量计算为实际绝缘电阻，然后和设定值比较（可由外部按钮1选择不同的值），发出驱动信号，分别对应为正常状态指示信号，预警信号，报警信号（外部按钮2手动跳闸控制），供驱动电路完成相应动作。
3.2.4 显示模块
N
Y
字符数组
m<16
显示首地址
显示第m个字符
m+1
显示地址+1

结束
该模块主要由LCD1602的初始化、忙检测、写命令、写数据这几个子函数组成，调用相关子函数完成对电网电压、绝缘电阻整定值和检测值的显示。如图3.15所示，为显示字符串的流程图。
图3.13 字符串显示流程图
写入字符串就是取出每一个字符循环写入LCD1602的对应位上

第4章 系统调试
硬件电路设计完成后，购买元器件进行各单元焊接，下来就要进行硬件调试和软件调试，本章主要介绍系统的调试方法，以及遇到的问题。
4.1 硬件调试
4.1.1 主回路的调试
试验中用100KΩ的电位器来模拟电网对地的绝缘电阻，取＝0.30KΩ,= =10KΩ，=36V，根据图32分析得：
（5-1）
测得的变化范围是2.99V～17.73V。
4.1.2 信号采集单元的调试
如图3.3所示，采用线性光耦来隔离主回路与控制器的接地，（输入IN0的电压）跟随线性变化，假设两者比例为，则有：
（5-2）
实验测得部分在光耦线性区的数据如表5.1所示：
表5.1 线性光耦实验数据

3.00
4.00
5.00
6.00
7.00

1.09
1.45
1.82
2.18
2.56
测得计算得k=2.75；
4.1.3 显示单元调试
如图3.8所示接好连线后，按图3.13给单片机一个测试程序，看LCD1602是否能够正确显示出测试字符。
如果显示一行黑块，说明与单片机的连接有问题或程序有错，检查连线重新连接，再从载程序测试

4.1.4 数据转换单元调试
如图3.6所示，在IN0通道上加上电压，按图3.11所示流程图编写测试程序，然后测试P0口有无高低电平的变化，然后和LCD1602结合到一块测试，看能否显示出采集的数字量。
4.1.5 控制、驱动、执行单元调试
如图3.9所示，在驱动芯片ULN2003A的输入端输入高电平，查看后端的继电器是否跳闸，LED等是否能点亮，来检测驱动和执行单元的好坏。
4.1.6 硬件综合调试
将各单元连接到一块，加上电源，编写相应程序，调节电位器，减小绝缘电阻值，看小于预警值和整定值时是否预警和报警、跳闸。
表5.1为LCD1602显示的绝缘电阻和实际值与的对应关系，可以看出该控制器的对大误差小于4%，可以满足要求。
表5.2 采样所对应的绝缘电阻值
/V
1.20
1.80
2.40
3.00
3.60
计算/KΩ
62.20
32.70
20.95
12.70
7.20
实际/KΩ
63.32
31.95
20.46
12.45
7.06
误差/％
-1.8
2.2
2.3
1.9
1.9
4.2 软件调试
程序的编写是在keil环境中进行的，结合伟福单片机仿真器在线调试。按照软件模块化逐个进行调试，首先用断点运行的方式对显示、A/D、控制及输出各部分分别进行调试，各子程序调试完成后，就可进行系统的综合调试。
综合调试采用全速运行的方式进行，主要是排除系统中遗留的错误，以提高系统的动态性能和精度。预期的功能调试完成后就可将程序固化，脱机运行，整个控制器就算研制成功了。

第5章 总 结
针对我国煤矿井下低压电网漏电保护的现状及发展趋势，结合单片机和传统的附加直流电源漏电保护原理，设计出这款用于干路漏电保护的控制器，较好的解决了传统直流检测式漏电保护的部分缺陷。以下为课题研究过程中得出的结论：
（1） 了解了国内外煤矿井下低压电网漏电保护技术发展及趋势，确定了研制该控制器的方向及意义；
（2） 分析了我国煤矿井下漏电的电气参数，以及附加直流电源漏电保护实现的原理；
（3） 以单片机为核心，附加直流电源漏电保护为基础设计了该控制器的硬件电路以及相应的软件模块；
（4） 对硬件、软件进行检测和调试，实现了预定功能。
硬件电路各种功能已经实现，软件各种功能也已经完成，经过模拟实验和测试，结果证明该设计基本实现了低压电网对地绝缘电阻的检测，可以实现对漏电故障作出判断并实现故障切除
该控制器还有以下几个方面有待改进：
（1）可以加入电网电压、电流的采集模块，实现自动选择绝缘电阻整定值。
（2）还可以加入通讯模块，实现各控制器之间的通信。

致 谢

四年的大学生活即将在这个季节画上一个句号，但对我们来说却只是一个逗号，我们就要开始另一个征程。在这四年的求学路上，各位老师、同学和朋友给予我各种支持和帮助，感谢你们为我的人生道路上涂抹的鲜艳的回忆。老师们知识渊博，治学严谨，授人以渔，使我学到了丰富的知识和生活技巧，使我的生活观和世界观愈加宏大。同学和朋友在学习生活中相亲相爱，帮助扶持，得到了你们珍贵无比的友情，感受到集体的温暖。
特别感谢高赟老师，从论文题目的选定到论文的撰写，您一直悉心的对我们进行指导，总是及时的指出我们设计中出现的错误，解决遇到的难题。在您的指导下我才能顺利地完成此次设计任务。衷心的感谢您。
感谢同学们在我遇到疑难时不厌其烦的帮我解决，你们的友情我会好好珍惜。感谢大学四年里，所有对我有过帮助的老师、同学、朋友，在这里请接受我诚挚的谢意。
感谢老师们，你们辛苦了。

参考文献
[1] 高彦，王念彬，王彦文. 基于零序功率方向选择性漏电保护系统的研究[J]. 煤炭科学技术. 2005, 33(11): 43-45, 48.
[2] 国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局. 煤矿安全规程[S]. 2005.
[3] 崔文强，张星荣，李安平，等. 煤矿掘进工作面供电系统选择性漏电保护的实现[J]. 继电器. 2001, 29(6): 28-30.
[4] 胡天禄.矿井电网的漏电保护［M］.北京:煤炭工业出版社,1987．
[5] 聂文龙.应用低压选择性捡漏继电器的优越性［J］.煤炭科学技术,1990．
[6] 宋建成,翟生勤,范世民等. 矿井低压电网漏电保护技术的发展.2008.
[7] 唐轶.BJJ4矿用隔爆型带人为旁路接地的总捡漏继电器［J］．煤炭科学技术,1991 ,20(5):25－30
[8] 宋建成,耿太荣.具有选择性漏电保护的隔爆型真空馈电开关［J］.煤炭科学技术,1991.
[9] 唐轶,洪顺坤.DXL－660Q型分支馈电开关选择性漏电保护器［J］．煤炭科学技术.
[10] 宋建成,石宗义,师文林等.单片机在矿用隔爆型真空馈电开关中的应用［J］．煤炭科学技术，1995．
[11] 王丽.基于单片机的漏电保护器动作特性检测技术的研究.河北工业大学硕士学位论文.2006.
[12] 赵大帅.矿用馈电开关智能控制器的研制.西安科技大学硕士学位论文.
[13] 梁锁锋.基于 Intel80C196KB 控制的矿用移动变电站低压真空馈电开关测控系统的研究[J].太原理工大学硕士学位论文.2004
[14] 高赟,一种附加直流电源漏电保护器的研制工矿自动化,2010.
[15] 李丹荣,王新第,杜维.光电耦合器的实用技巧[J].自动化仪表.2003,24(6): 58-61.
[16] 柴钰,单片机原理与应用,西安电子科技大学出版社,2009.

附录Ⅰ系统硬件图

附录Ⅱ 系统软件

主程序

#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit START=P3^1;
sbit OE=P3^0;
sbit EOC=P3^2;
sbit CLK=P3^3;
sbit K1=P2^1;
sbit K2=P2^0;
sbit LED1=P2^4;
sbit LED2=P2^3;
sbit LED3=P2^2;
sbit KP=P2^5;
uchar adval,wan,qian,bai,shi,ge;
uint val,r,s,b;
void timer0_init()
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-200)/256;
TL0=(65536-200)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
void timer0() interrupt 3
{
TH0=(65536-200)/256;
TL0=(65536-200)%256;
CLK=!CLK;
}
void main()
{
int i,j;
lcd_init();
timer0_init();
K1=1;
LED1=0;
K2=1;
LED2=0;
LED3=0;
KP=0;
i=2;
LED3=1;
loop:delays(10);
i=i+1;
j=0;
j=i%3 ;
switch(j)
{
case 0:
{
lcd_writecom(0x80);
lcd_writestring("U/v SR: 6.33K ");
display(0x0F,0xF4-0x30);
lcd_writecom(0x80+0x40);
lcd_writestring("380 ");
b=800;
s=675;
break;
}
case 1 :
{
lcd_writecom(0x80);
lcd_writestring("U/v SR: 11.70K ");
display(0x0F,0xF4-0x30);
lcd_writecom(0x80+0x40);
lcd_writestring("660 ");
b=1400;
s=1210;
break;
}
case 2:
{
lcd_writecom(0x80);
lcd_writestring("U/v SR: 21.00K ");
display(0x0F,0xF4-0x30);
lcd_writecom(0x80+0x40);
lcd_writestring("1140 ");
b=2500;
s=2140;
}
}
while(1)
{
START=1;
START=0;
while(EOC==0);
OE=1;
adval=P0;
OE=0;
val=(99/(adval*1.0/255*5)-20.30)*100;
wan=val/10000;
qian=val%10000/1000;
bai=val%1000/100;
shi=val%100/10;
ge=val%10;
if(wan==0x00) //高位为0，不显示
{
wan=0x20-0x30 ;