由于保护功能实时性要求较高，因此保护软件平台不配置操作系统。 整个程序分为功能模块并编写各部分的功能程序。 保护软件的主要任务流程如图11所示。

图11 防护软件主要任务流程

保护软件初始化并配置 GPIO、定时器、中断、串行端口和 ADC 等外设。 采样任务将 ADC 配置为使用 4 个通道和每个周期 64 个点来采样数据。 采样时间间隔为0，即采样频率为，满足采样原则。

初始化完成后，保护核使用定时中断启动ADC对输入信号进行采样。 一个周期采样完成后，计算各相电流的有效值，并根据校准标志对结果进行校准。 保护核心计算出电流的有效值后，根据三段保护曲线和算法判断是否满足短延时、长延时或瞬时保护条件，并在判断后向管理核心提供报警指示。操作机构执行控制保护动作。 ，通知管理核心记录报警事件并指示报警。

保护核通过UART与管理核交互。 数据交互内容主要包括：接收管理核心下发的保护参数、响应管理核心下发的运行机构控制命令、响应并恢复当前保护状态。 保护软件通信任务流程如图12所示。

图12 保护软件通信任务流程

4 测量精度测试

在实际工程应用中，智能断路器的测量精度是一项重要的技术指标，而电流、电压的测量是有功功率、无功功率、视在功率等电能测量的基础。 因此，本文对双核低压智能断路器系统的电流、电压测量精度进行进一步测试。

电流测试方法：对断路器A、B、C三相施加220V电压，在不同电流值、不同相角（额定电流In=250A）下进行测试，计算出各相之间的相对误差实测值I2与理论值I1（I2-I1）/I1×100%，测试数据如表2所示。

表2 当前测量精度数据

电压测试方法：在断路器A、B、C三相上加上相应的电压值（额定电压Ue=220V），计算测量值U2与理论值U1的相对误差（U2-U1） )/U1×100%，试验数据见表3。

表3 电压测量精度数据

一般工程应用中，断路器测量精度的参考标准为：电流精度网络推广，电流值范围0.1In≤I≤0.4In，误差限±0.5%； 电压精度，电压取值范围0.6Ue≤U≤1.3 Ue，误差限±0.5%。 上述测试数据表明，本文设计的断路器测量精度满足实际应用的需要。

5 结论

本文采用模块化的方式，使断路器的断路器保护功能和管理监控功能相互独立，设计了“保护核心+管理核心”的双核低压智能断路器解决方案。 从硬件方面介绍了满足该方案的双核模块以及电源模块和信号采样模块。 电源模块中的自发电电源旨在为保护部分提供电源支持，辅助电源和备用电源可为整个系统（管理和保护）提供电源支持。 信号采样模块中，测量采样和保护采样相互独立，保护变压器还具有电源变压器的功能。 从软件方面，分别介绍了管理软件和保护软件的架构设计。

基于该解决方案，设计了集智能保护和智能管理功能于一体的智能断路器系统。 最后通过实验验证了系统的电流、电压测量精度满足实际应用的需要。 双核模式可以将断路器的断路器保护部分与管理监控部分分离，大大提高断路器保护功能的稳定性、可靠性、安全性，满足智能电网对现代断路器的要求，具有更具研究意义和实用价值。

本文编译自《电气技术》2022年第9期网站推广公司，论文题目为《基于双核模块化的低压智能断路器的设计与实现》。 作者为马晓坤、薛力等。本课题得到低压智能断路器技术及应用研究项目资助。

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