兴隆庄煤矿电网单相接地故障选线研究

论文摘要

煤矿电网的供电可靠与否关系到煤矿工人的生命以及煤矿的设备财产安全等,因此为使煤矿电网的供电可靠性有效提高,一直以来我国的煤矿电网多采用小电流接地方式进行供电。其主要优点是：当煤矿电网发生单相接地故障后,线电压仍然是三相对称的,对煤矿电网的持续供电不会有太大影响,特别地,当电网对地电容电流较小时,单相接地故障的故障点电弧是可以可自行熄灭,因此系统允许在带故障的情况下继续运行1-2小时。近年来,随着煤矿电网装机容量的日益扩大,以及大量电缆线路的使用,使煤矿电网的对地电容电流也大幅增加,再此情况下,一旦有单相接地故障发生,单相接地故障点的电弧是很难自行熄灭的,因此增设消弧线圈的方式被广泛采用。但随着消弧线圈的投入,零序电流的分布也发生了变化,使得接地故障选线问题一直没有很好的解决方案。为此,本文将围绕煤矿电网的接地选线问题进行研究。本文首先分析了煤矿电网正常运行及故障时的特征,在此基础介绍了两点法测量电容电流,设计了一种基于高短路阻抗消弧线圈的消弧选线一体化系统。通过对SCR导通角的快速调节,实现快速消弧,并根据SCR导通角突变时,各线路零序电流变化的不同选出故障线路。利用电磁暂态软件PSCAD进行仿真,验证了其有效性。在此基础上用DSPTMS320LF2407A对该系统的软硬件设计进行了详细的介绍,并给出部分硬件电路图以及软件流程图。文章最后还介绍了一些装置的抗干扰措施,提高了保护装置的可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 第二章 煤矿电网运行及故障特性分析
• 2.1 正常运行情况下的电网分析
• 2.2 谐振接地系统单相接地稳态过程
• 2.2.1 中性点不接地系统单相接地故障分析
• 2.2.2 消弧线圈接地系统单相接地故障分析
• 2.3 小电流接地系统单相接地故障暂态过程
• 2.3.1 暂态电容电流分析
• 2.3.2 暂态电感电流分析
• 2.3.3 暂态接地电流分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于高短路阻抗消弧线圈的消弧选线原理
• 3.1 电容电流测量原理
• 3.2 消弧原理
• 3.3 选线原理
• 3.4 仿真模型的建立与仿真结果
• 3.4.1 PSCAD仿真系统介绍
• 3.4.2 仿真模型建立
• 3.4.3 消弧选线综合系统仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 消弧选线综合系统设计
• 4.1 硬件部分设计
• 4.1.1 CPU的选择
• 4.1.2 双口RAM
• 4.1.3 数据采集单元的设计
• 4.1.4 开关量输入/输出模块设计
• 4.1.5 通信模块设计
• 4.1.6 外部存储器选择
• 4.1.7 DSP电源设计
• 4.2 软件部分设计
• 4.2.1 DSP开发环境
• 4.2.2 系统程序设计方案
• 4.3 系统抗干扰设计
• 4.3.1 干扰的来源和途径
• 4.3.2 干扰对消弧选线装置的影响
• 4.3.3 装置的硬件抗干扰措施
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表