### 过欠压保护器异常事件追溯系统设计：基于故障记忆功能的实现方案

#### **一、系统核心目标**
1. **实时监测与精准记录**
系统需持续监测输入电压，当电压超出预设阈值（如过压≥270V、欠压≤170V）时，立即触发保护机制并记录异常事件。
2. **事件追溯与数据分析**
通过时间戳、电压波动曲线、保护动作类型等数据，还原异常发生过程，辅助定位故障原因（如电网波动、设备老化或线路短路）。
3. **自动化报告生成**
支持按时间范围、事件类型筛选数据，生成可视化报告（如电压波动趋势图、保护动作统计表），便于运维人员快速分析。

#### **二、硬件层设计**
1. **电压检测模块**
- **传感器选择**：采用高精度电压互感器（如PT系列），将220V市电按比例降压至安全范围（如0-5V），供后续电路处理。
- **信号调理电路**：通过RC滤波消除高频噪声，确保检测信号稳定。

2. **保护执行模块**
- **磁保持继电器**：作为主开关，在过压/欠压时快速切断电路（动作时间≤15s），电压恢复后自动延时闭合（延时20-60s可调）。
- **驱动电路**：采用光耦隔离（如TLP521）控制继电器线圈，避免高压干扰。

3. **数据存储模块**
- **非易失性存储器**：选用FRAM（铁电随机存取存储器）或EEPROM，存储最近1000次事件记录（含时间、电压值、动作类型）。
- **实时时钟芯片**：集成DS3231等高精度时钟，为事件打上精确时间戳（误差≤±2s/月）。

#### **三、软件层设计**
1. **嵌入式控制程序**
- **主循环逻辑**：
- 定时读取电压检测值，与阈值比较。
- 若异常，触发继电器动作，同时记录事件到存储器。
- 电压恢复后，延时闭合继电器并更新状态。
- **中断服务程序**：处理紧急事件（如电压骤升/骤降），优先响应保护动作。

2. **数据管理算法**
- **环形缓冲区**：采用固定大小的循环队列存储事件，避免存储溢出。
- **压缩存储**：对连续相同事件（如持续欠压）进行合并记录，节省空间。

3. **通信接口**
- **UART/RS485**：支持与上位机（如PC或运维终端）通信，上传事件记录。
- **无线模块（可选）**：集成LoRa或NB-IoT，实现远程数据传输（适用于分布式部署场景）。

#### **四、异常事件追溯流程**
1. **事件触发条件**
- 过压：电压≥275V（相对中性线电压）持续超过设定时间（如5s）。
- 欠压：电压≤0.7Un（Un为额定电压）持续超过设定时间（如0.6s）。

2. **数据记录内容**
- **事件类型**：过压/欠压/恢复。
- **时间戳**：精确到秒（如2025-09-23 11:42:47）。
- **电压值**：异常发生时的瞬时电压（如280V）。
- **保护动作**：继电器断开/闭合状态。

3. **追溯分析方法**
- **单次事件分析**：查看特定时间点的事件详情，判断是否为瞬时干扰或持续故障。
- **趋势分析**：统计一段时间内过压/欠压发生频率，评估电网质量或设备健康度。
- **关联分析**：结合其他传感器数据（如温度、电流），判断是否为复合故障（如过载导致电压骤降）。

#### **五、系统优势与应用场景**
1. **优势**
- **高可靠性**：硬件看门狗+软件冗余设计，确保系统在极端条件下稳定运行。
- **易用性**：支持通过手机APP或Web端远程查看事件记录，无需现场操作。
- **可扩展性**：模块化设计，可轻松集成到智能电表或能源管理系统中。

2. **应用场景**
- **家庭用电安全**：保护空调、冰箱等大功率电器免受电压波动损害。
- **工业设备保护**：为变频器、伺服驱动器等敏感设备提供稳定电源环境。
- **电网质量监测**：协助电力公司定位电网薄弱环节，优化供电质量。

#### **六、设计验证与优化**
1. **实验室测试**
- 模拟过压/欠压场景，验证保护动作时间（≤15s）和恢复延时（20-60s）是否符合标准。
- 测试数据存储容量，确保可记录至少1000次事件。

2. **现场试点**
- 在居民小区或工厂部署样机，收集实际运行数据，优化阈值设定和报警策略。

3. **持续改进**
- 根据用户反馈，增加事件分类统计功能（如按日/周/月汇总）。
- 开发AI预测模型，基于历史数据预测电压波动风险。