HPSE-6型矿井高压隔爆馈电开关综合保护装置的研究与实现

论文摘要

矿用智能化电气设备是建立数字矿山的重要组成部分,也是提高矿山自动化程度的必然趋势。本文通过对矿井高压电网进行分析,比较各种高压漏电保护原理的优劣,确定了最佳漏电保护的方式;随后分析了中性点经消弧线圈接地的谐振电网运行方式,研究和分析了基于零序有功功率的选择性漏电保护原理。自主研发了具有漏电、过载、短路和监视等保护功能的矿用高压智能保护装置,从而减小故障停电范围,缩短停电时间,便于寻找故障,提高供电系统的可靠性。从电力系统结构、信号采样装置性能和电磁兼容性的角度出发,论述了影响保护装置可靠性和灵敏性的主要因素,提出了保证其可靠性和灵敏性应注意的问题,确定了有功功率选线的选择性漏电保护的硬件结构、软件计算方法和校正系统综合角误差的方法,研制了基于AVR高速单片机Mega128和CAN总线的智能保护系统。经过实验测试,装置操作安全方便,运行稳定,能够实现选择性漏电保护和其它主要的保护功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 高压智能保护装置简介
• 1.2 研制高压智能保护装置的意义
• 1.3 课题背景
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 论文的主要工作
• 2 矿井高压供电系统漏电分析
• 2.1 矿井高压供电系统分析
• 2.2 产生漏电的原因分析
• 2.3 单相漏电各故障参数的变化规律
• 2.4 中性点不接地系统单相接地故障选线方法分析
• 2.5 基于零序有功功率方向的选线方法
• 2.6 影响选择性漏电保护的因素分析
• 2.7 高压智能保护装置的基本要求
• 3 高压智能保护装置的硬件设计
• 3.1 硬件结构
• 3.2 零序电压和零序电流变送器的设计
• 3.3 相电流变送电路设计
• 3.4 相电压变送电路
• 3.5 监视电路设计
• 3.6 复式电源设计
• 3.7 功率驱动电路设计
• 3.8 核心微控制器的选择
• 3.9 人机接口电路设计
• 3.10 基于 CAN 总线的通信电路设计
• 4 高压智能保护装置的软件设计
• 4.1 软件总体结构设计
• 4.2 系统初始化程序设计
• 4.3 模数转换程序设计
• 4.4 移相处理程序设计
• 4.5 有功功率程序算法
• 4.6 电流保护模块
• 4.7 电压保护模块
• 4.8 故障处理程序设计
• 4.9 远程通信程序设计
• 5 高压智能保护装置的性能分析
• 5.1 干扰因素
• 5.2 元器件的性能局限
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 附录A：高压保护装置外观图
• 附录B：高压保护装置外观图（现场）