PIR-250B智能保护器测试系统设计.doc

1 绪论 1.1 本课题的背景及意义 煤是一次能源之一，其担任着国民经济发展的重要任务。是生产力发展的主要支柱。煤矿井下的负荷等级相当于一级负荷，如果其断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况，直接威胁到工作在矿井下的人员的生命财产安全。然而，煤矿的生产安全是一个不可忽视的重要问题。在以往发生的矿难中有很多来自于煤矿中使用的用电设备发生故障而导致这些让人悲痛的事实。可见，测试煤矿中使用的保护器、高低压开关、磁力启动器的好坏就显得尤为重要。 原始的测试方法是专业人员将电压或电流调到保护器的边界值，人为的制造故障，然后用相应的仪器进行测量保护器各故障的相应参数。这种测试方法虽然原理简单，便于理解，但测试速度较慢，工作复杂，测试时间长，投资成本增多，浪费很多人力物力。在测试的过程中人为地粗大误差也是难于避免，因此原始测试的方法本身就给测试带来了很大的误差，故障率高。有时从井下带上来的保护器本身就带有故障，但原始的测试条件有限，不能测出其故障所在。这就给煤矿带来了很大的安全隐患。 煤矿的安全生产对国民经济的发展十分重要。要实现煤矿的安全生产，测量煤矿中使用的各种综合保护器的好坏。由于综合保护器的种类繁多，给测设系统带来很大的不便。本设计专门设计PIR-250B智能保护器的测试系统，是采用山东莱芜科技公司生产的多功能电参数测量仪表和工业现场测控模块，与计算机配合使用来检验煤矿中使用的PIR-250B的性能，以保证煤矿生产的安全进行。 1.2 本课题的研究内容 本论文主要研究PIR-250智能保护器测试系统，要求能对其插件进行各个保护功能的自动检测。 PIR-250智能保护器测试系统的硬件设计：硬件系统的整体结构设计，初步计划采用由测试台、专用箱、大电流发生器、继电器、EDA模块构成的整个硬件系统；本论文按照测试系统的设计开发过程，对测试系统的设计和实现做了系统的阐述。本论文的主体内容为四个章节：第一章为绪论，主要对本论文的研究内容、目的、意义及研究现状作一一介绍；第二章主要对被测对象PIR-250智能保护器进行了系统分析，包括保护器的原理图和引脚说明；第三章主要研究了PIR-250智能保护器测试系统的硬件设计方案；第四章重点阐述PIR-250智能保护器测试系统的软件件设计的相关内容；本论文的结尾对此次毕业设计进行了工作内容总结和本论文的研究价值，以及本论文中不足之处和在今后的工作中需要改进的地方。 1.3 煤矿井下用电设备 煤矿井下生产环境复杂，井下巷道狭窄，空间狭小，光线不足，存在冒顶、片帮、滴水及淋水等现象，空气中含有瓦斯气体和煤尘，而且高温潮湿，工作地点经常变动，存在特殊的自然灾害和对人体不利的自然条件，电气设备和电缆易受砸压而使绝缘损坏，易触电，工作环境恶劣【1】【2】。 由于井下的环境较特殊,电气设备分为矿用一般型电气设备和矿用隔爆型电气设备,前者不具有防爆性能,适用于没有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所【3】；后者具有防爆和隔爆性能,适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。按工作电压高低分为低压电气设备和高压电气设备,井下电气设备大多属一类负荷和二类负荷,工作时的电流、电压都较大【4】。 井下供电系统中有一些矿用电气设备，如移动变电站、高压真空配电装置、真空馈电开关、真空电磁起动器、真空本体、高压电缆连接器、高压漏电保护装置、相敏过流保护器、电动机综合保护器以及采煤机、掘进机、输送机、装载机、液压泵、风机、水泵等矿用电机【5】。这些常用的具体电气设备为：变压器、高压开关设备、高压电器、高压开关柜、低压配电装置、矿用隔爆配电装置、漏电保护装置、矿用隔爆型移动变电站、煤电钻变压器组合装置、整流设备、矿用电缆等【6】【7】。 由于煤矿井下的环境恶劣，空气中含有瓦斯气体和煤尘，有爆炸的危险，矿用电气设备必须具有防爆性能，危险场所必须严格按照规程使用防爆电气设备，以消除火花、电弧或高温热表面等点火源【8】【9】。井下巷道、硐室和工作面空间狭小，为搬迁设备方便，要求矿用电气设备体积小，重量轻。井下存在冒顶、片帮、滴水及淋水等现象，所以矿用电气设备的外壳要有足够的机械强度和较好的防潮、防锈性能【9】。井下电气设备起动频繁，负载变化较大，设备易过载，要求矿用电气设备应有较大的过载能力。井下空气潮湿，易触电，故矿用电气设备外壳应封闭良好，有机械、电气闭锁及专用接地螺丝【10】【11】。 煤矿井下使用的隔爆型电气设备外壳必须有足够的坚固性，满足以下要求：能承受机械撞击，具有足够的机械强度，能承受内部爆炸压力而不损坏，不产生影响防爆性能的永久性变形，外壳内产生可燃性混合物爆炸时不传爆。在煤矿电气设备中，还运用了大量的电气开关，以作为接通开关和隔离电源的电气设备，设置不当会造成火灾，做好安全防火非常重要【12】【13】。 1.4 煤矿井下保护基础知识