基于AVRmage128的過載電流控制實現(xiàn) - 漏電防火報警系統(tǒng)中連續(xù)過載電流調(diào)度算法的實現(xiàn)

　　由于集中供電系統(tǒng)中用電設(shè)備繁多，不可能針對某一類設(shè)備制定電流過載模型，對此實際應(yīng)用中的數(shù)學(xué)模型必須符合以下幾個要求：由于系統(tǒng)處理事件比較多，必須綜合考慮處理器的運算處理能力，實時顯示，鍵盤控制等與跳閘脫鉤的精確度的矛盾;運用合理的數(shù)學(xué)模型，既能反映連續(xù)電流過載情況下的熱累加效應(yīng)，又能對長時間電流過載和短時間電流過載有區(qū)別對待;找尋適當(dāng)?shù)奈锢硖匦越橘|(zhì)，是熱累加效應(yīng)與這種介質(zhì)存在一定線性關(guān)系;模型要符合對過載整定時間硬性要求。

　　通過以上分析針對脫鉤的精確度，采用合理的定時器中斷進行AD電流數(shù)據(jù)采集，選擇合適的定時器中斷時間，兼顧運算處理能力等事件;選擇以供電線路導(dǎo)線作為熱量累加效應(yīng)的物理載體，并且符合供電線路硬性過載電流時間的要求，在不同電流過載段中將過載整定時間分為若干段，進而近似滿足熱累加效應(yīng)與時間的線性關(guān)系.

　　3 基于時間的比例因子熱曩加效應(yīng)算法實現(xiàn)

　　在漏電防火控制系統(tǒng)中，電流過載跳閘時間表見表1。

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　　現(xiàn)將過載標(biāo)準(zhǔn)1.2In，1.5In，2In，6In分為4個等級，分別為A級、B級、C級、D級，根據(jù)上述表格中的電流過載與時間的關(guān)系建立如下數(shù)學(xué)模型：

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　　式中：TA代表A的脫扣時間;1/TA是A事件的比例因子;FA代表事件A是否發(fā)生的狀態(tài)標(biāo)志;A代表時間從事件發(fā)生到此刻所經(jīng)歷的時間間隔，同樣定義適合B，C，D事件。公式可以轉(zhuǎn)化為：

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　　式中：i表示定時計數(shù)器的中斷個數(shù);Ti為一次中斷得到的時間總和，當(dāng)時間累加和大于等于1時，說明事件應(yīng)該得到處理，處理發(fā)生在當(dāng)前事件所在區(qū)域內(nèi)。但從該式可以看出，并沒有反映電流過載熱效應(yīng)積累與長延時過載電流和短延時過載電流在處理方法上的不同，無論是在20 min的跳閘還是10 s的跳閘都是在規(guī)定時間內(nèi)完成跳閘保護。為此，仍需要對上次進行改進，為了能過反映，熱積累效應(yīng)采用反時限方法，即過載電流越大，跳閘時間越短。為了達到如此效果，將不同的電流過載下跳閘時間進行細(xì)分，在1.2In～1.5In過載段內(nèi)，將跳閘時間20 min劃分為20，19，18，…，1，同樣將對過載電流段劃分出20等分分別對應(yīng)各自的時間，同樣的方法應(yīng)用到其他電流過載段內(nèi)，劃分的越密集，熱累計效果越快，跳閘時間越短。這就解決了在短延時電流過載時跳閘過慢的現(xiàn)象。于是公式變?yōu)椋?/p>

　　式(6)中的(t1/TA)由(t1/TA1)A1+(t1/TA2)A2+…，(t1/TA20)A20替換。式中：TA1，TA2，…，TA20代表等分時間;A1，A2，…，A20代表實際電流范圍狀態(tài)位，為1執(zhí)行相應(yīng)的加法運算。同樣的B，C，D的轉(zhuǎn)化采用同樣的形式。

　　在實際工程中根據(jù)需要劃分時間段，為了減少計算量一般不會劃分如此多的等分，而是根據(jù)實際情況在長延時和短延時過載段內(nèi)挑選幾個特定過載電流段進行計算。根據(jù)上述分析得出程序流程如圖1所示。

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　　4 結(jié)語

　　通過分析以往智能脫扣器的工作原理和實現(xiàn)方法，提出簡化的數(shù)學(xué)控制模型，得出了一套利用比較合理的基于時間比例因子的供電線路電流過載控制方法，不僅能夠解決在負(fù)載不斷變化情況下的熱功率記憶問題，而且實現(xiàn)了對長延時電流過載和短延時電流過載的反時限控制?？刂扑惴ê唵?，不涉及浮點運算和指數(shù)運算。同時對A/D采樣按照等間隔采樣，采樣時間對瞬間干擾電流有抑制能力，由于是基于定時器循環(huán)采樣，所以跳閘誤差僅為一個采樣周期。設(shè)計方法在實際工程中檢驗，基本符合設(shè)計控制要求。