基于DSP的煤矿电容电流自动检测与调谐的研究

论文摘要

本文针对煤矿电网对地电容电流的自动检测与调谐进行了深入的研究。首先,研究了适用于煤矿电网基于“随调式”电压源型偏磁式消弧线圈的自动跟踪补偿。其次,对目前常用的电容电流间接检测法进行分析,指出其存在的局限性。深入研究基于注入变频信号法的对地电容电流检测方法,并在已有的理论基础上进行了合理的改进,设计了扫频信号源。在PSCAD/EMTDC的仿真平台上进行了改进后的注入变频信号法检测电容电流的仿真试验,仿真结果验证了注入变频信号法检测煤矿对地电容电流是高效安全可行的。本文还对检测与调谐系统硬件电路和软件系统进行了设计研究,采用“DSP+AVR”的双CPU结构,发挥DSP高效数据处理及控制和AVR强大的事务管理优势,提高系统的实时反应能力,快速、准确完成自动检测和调谐任务。本系统的研究成果极大地提高了煤矿生产安全性,有很好的实用价值,值得推广。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本课题研究背景和意义
• 1.2 本课题国内外研究现状
• 1.3 电容电流自动检测与调谐目前存在的问题
• 1.4 本文主要工作
• 2 谐振接地系统的介绍
• 2.1 谐振接地系统正常运行状态分析
• 2.2 谐振接地系统单相接地故障分析
• 2.2.1 消弧线圈补偿原理
• 2.2.2 故障相恢复电压特性
• 2.3 各种可调消弧线圈的比较
• 2.4 本章小结
• 3 基于“随调式”电压源型偏磁式消弧线圈的自动跟踪补偿
• 3.1 自动跟踪补偿系统总体结构设计
• 3.2 Z形接地变压器
• 3.3 电压源型偏磁式消弧线圈
• 3.4 本章小结
• 4 基于注入变频信号的电容电流的检测
• 4.1 电容电流的检测方法
• 4.1.1 无源检测法
• 4.1.2 有源检测法
• 4.2 注入变频信号法
• 4.2.1 注入变频信号法的原理
• 4.2.2 谐振频率的确定
• 4.2.3 注入频率范围
• 4.2.4 误差分析
• 4.3 检测信号处理的算法
• 4.4 电容电流自动检测与调谐过程的分析
• 4.5 本章小结
• 5 电容电流自动检测与调谐控制系统的实现
• 5.1 控制系统的概述
• 5.2 控制系统的硬件实现
• 5.2.1 数据处理模块
• 5.2.2 电压采集模块
• 5.2.3 扫频信号源模块
• 5.2.4 驱动电路
• 5.2.5 系统电源
• 5.2.6 励磁系统
• 5.2.7 人机交互模块
• 5.3 控制系统的软件实现
• 5.4 本章小结
• 6 仿真试验
• 6.1 PSCAD/EMTDC的仿真平台介绍
• 6.2 仿真系统建模
• 6.2.1 6KV线路参数及建模
• 6.2.2 Z形接地变压器的建模
• 6.2.3 扫频信号源的建模
• 6.3 电容电流检测仿真试验
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表学术论文和参加科研情况