矿山6/10kV供电系统综合保护装置的开发

论文摘要

随着我国现阶段煤矿的生产水平的不断提高,以及对其产量和供电安全性要求的不断加强,使得对矿山整个供电系统以及相关用电设备的保护、检测、管理以及维护提出了更高、更新的要求。我国煤矿继电保护相关产品也在一定程度上取得了突破性的发展,但是,仍有部分继电保护产品的性能不能满足煤矿生产要求,其局限性也都被大家所认识,如部分煤矿继电保护产品功能相对单一、大都是一个装置只能针对一种输配电设备进行保护,这样就使得煤矿继电保护装置体积庞大、不便调试和维修等工作。所以,针对煤矿供电系统现有保护装置的不足,开发一种能通过软件设置来实现对高压线路、变压器和电动机的保护并且满足煤矿安全生产的综合保护装置是很有必要。本文通过Matlab/Simulink仿真对矿山高压电网、变压器及异步电动机的常见故障电气特征进行研究,通过仿真得出相应故障波形,结合现有高压开关装置保护系统各种保护的工作原理及其所存在的问题,提出相应的保护方法；按照保护方案的各种保护的具体判据进行计算,通过计算结果对保护装置所需要的器件进行必要的选型；设计了DSP芯片TMS320LF2407和AT89C51单片机协调工作的双CPU结构的硬件电路作为综合保护装置的控制系统。这样的硬件电路结构可以有效的实现对矿山供电系统电路及其相关用电设备的各种保护,进而实现综合保护的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景及国内外发展现状
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 本文所做的工作
• 2 矿山高压电网故障与保护原理
• 2.1 高压漏电保护
• 2.2 过电流保护
• 2.3 电压保护
• 2.4 监视线保护
• 2.5 本章小结
• 3 变压器故障与保护原理
• 3.1 变压器常见故障和不正常运行状态
• 3.2 变压器内部故障仿真
• 3.3 变压器纵联差动保护
• 3.4 变压器空载合闸励磁涌流仿真
• 3.5 微机纵差动保护原理
• 3.6 变压器综合保护原理及判断依据
• 3.7 本章小结
• 4 电动机故障与保护原理
• 4.1 电动机故障分析
• 4.2 电动机保护原理分析
• 4.3 本章小结
• 5 综合保护装置的硬件电路设计
• 5.1 综合保护装置的整体设计方案
• 5.2 微机系统
• 5.3 模拟量采集及信号调理模块
• 5.4 开关量输入、输出单元
• 5.5 人机接口单元
• 5.6 DSP外围电路设计
• 5.7 本章小结
• 6 综合保护装置的软件电路设计
• 6.1 综合保护装置的算法
• 6.2 程序设计语言的选择
• 6.3 综合保护系统的软件设计
• 6.4 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文