框架断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备之一,其保护功能直接影响着电力系统的安全运行,随着电力系统的发展框架断路器行业及其智能化水平也将随之发展。而智能脱扣器作为框架断路器的核心控制部件,控制着框架断路器的所有动作,因而其性能直接决定了框架断路器的控制和保护功能。框架断路器的短路分断能力是框架断路器性能高低的一个重要指标,其中分断时间是框架断路器短路分断能力的重要体现,对于一台框架断路器而言,完成一次短路分断的时间由两部分组成,固有分断时间和燃弧时间。固有分断时间包括电流采集时间,控制器处理时间,机构动作时间。本文针对控制器处理时间进行优化,目标是从原来的3～5ms缩短为0.3～0.5ms。本文主要完成了以下工作:1、研究并对比了几种短路故障早期检测算法的优缺点,最后选择了形态小波算法作为智能脱扣器短路故障检测的算法。建立了先腐蚀后膨胀的广义形态开滤波器与小波包分解相结合的形态小波算法,用于智能脱扣器的短路故障识别。2、利用simu1ink建立了从发电站到变电站再到用户之间的电路模型,用于仿真短路故障发生时回路中电流的波形,保存下来的电流数据用于短路故障函数决策值的门限值的分析,同时用于后续短路模拟实验的波形输入。3、设计了智能脱扣器的控制板和面板电路,包括电源模块、信号调理电路、模拟脱扣电路、脉宽检测电路、脱扣控制电路及单片机及其外围电路、按键电路、显示驱动电路等。设计了智能脱扣器的软件程序,有短路保护、过载保护、欠压保护等。完成了软硬件基本功能的调试。4、利用波形发生器输出短路电流信号及过载电流信号,将此信号输入至智能脱扣器控制板,完成模拟短路试验和过载试验。5、在实验室用大电流发生器完成过载试验,用配电短路系统完成短路试验。通过模拟试验和实际试验结合,从短路故障发生到智能脱扣器发出脱扣信号时间在0.2～0.5mms之间,过载保护动作时间与理论计算时间误差在±10%以内,满足要求。本文将早期检测算法应用到框架断路器的短路故障检测中,大大缩短了框架断路器检测短路故障的时间,提高了框架断路器的短路分断能力。本文设计的智能脱扣器软硬件,通过实验验证达到了预期的目标,实现了早期检测理论在智能脱扣器上的实际应用,为后续产品化奠定了良好的基础。