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小型断路器(Miniature Circuit Breaker,MCB)由于受体积约束,其电子化问题一直没有解决,相关研究也相对较少。然而,在智能电网推动下,MCB电子化乃至智能化已势在必行。本文以国家自然科学基金项目为背景,对小型终端断路器电子化过程中的一些关键问题进行研究。目前MCB一直沿用“热磁”脱扣方式,即:用双金属片热脱扣器进行过载保护,电磁脱扣器实现短路保护。本文提出一种“热电磁”脱扣方式,并对其中的一些关键问题进行深入研究,旨在尽可能保持原有MCB体积的情况下,实现MCB电子化。论文主要研究电热式电流计算法,即通过测量热元件温升实现电流计算,为电子式MCB过载保护段提供电流依据。本文主要研究内容如下:(1)研究电热式电流计算法的可行性。为验证该方法的可行性,专门设计了一种电热系统(简称温度测量腔),建立温度测量腔的热路方程。通过热路分析,得到温度测量腔内载流导体温升与电流之间的关系。通过电热耦合仿真和实验研究,验证电热式电流计算法的可行性。(2)研究用于电热式电流计算法的电热系统结构。为将MCB本身作为电热系统,对温度测量腔和MCB进行对比研究,深入研究两种不同电热系统对系统模型结构和模型参数的影响。验证MCB自身电热系统与温度测量腔等价性对减小电子式MCB的体积是至关重要的。(3)通过机理建模,建立电热系统数学模型,推导电流与稳定温升之间的函数关系。提出一种快速测量稳定温升算法,为电热式电流计算法迈向实用推进了一步。提出一种修正算法,以解决电子式断路器断电重启(尚有初始温升)后产生的电流计算问题。(4)提出的稳定温升快速算法和解决电子式断路器断电重启的修正算法对模型参数比较敏感,考虑到批量生产时,每台断路器模型参数存在的差异性,研究基于递推最小二乘的模型参数辨识方法。(5)外接导线尺寸影响断路器内部温度进而影响过载保护和电热式电流计算法准确度,提出了解决方案。(6)搭建实验平台,验证本文提出方法的正确性。本文主要研究适于MCB过载保护段的电热式电流计算法,可以满足保护用所需电流精度(综合误差±10%)。使用电热式电流计算法主要是考虑MCB对电流传感器体积的苛刻要求,并考虑了隔离、测量范围和系列化等问题。本文提出的电流计算方法为保护电器的电流测量提供了新思路,并为MCB电子化和电子式断路器小型化(指电流计算所需硬件小型化)奠定了基础。