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煤矿井下高压防越级保护系统设计与实现

摘要

随着煤矿工业技术的提高以及地下高压电源的输送距离越来越大，造成了对煤矿电源的可靠性和安全性的要求越来越高。我国煤矿的高压地下电网主要由6kV供电，而6kV高压开关的综合保护系统对矿井供电系统非常重要。本文从理论上分析了高压电网常见故障的电气特性，并根据高压电网的实际情况制定了针对性的保护设计方案。主要应用：微型计算机选择了快速断路器和短路设计来连接煤矿中的高压地下网络。优先的漏电保护方案“零电压启动和突然变化，零序电流幅度和5相谐波频率”提高了低压保护的延迟性能。本文介绍了一种高性能的Intel80296SA单片机作为中央控制单元，它使用MAX125模数转换芯片作为示例电路，并使用大型集成电路来实现设计，而安全系统的硬件电路是使用汇编语言来完成的软件程序运行。

关键词：煤矿井下防爆开关保护系统

目录

TOC\o1-3\h\u第一章绪论 1

1.1选题背景和意义 1

1.2国内外研究现状和发展趋势 1

1.3系统研究的必要性和基本要求 2

1.3.1采用微机保护的必要性 2

1.3.2采用微机保护的基本要求 2

1.4本文研究的主要内容 3

第二章系统故障分析与总体方案设计 4

2.1井下高压电网漏电故障分析 4

2.2过载故障分析 4

2.3欠电压故障分析 4

2.4绝缘监视故障分析 5

2.5电源模块设计方案 5

2.6系统总体方案设计 5

第三章系统硬件电路设计 7

3.1CPU主系统 7

3.1.180296SASA单片机介绍 7

3.1.2外围扩展电路 8

3.2模拟量交流采样单元 10

3.2.1电压形成回路 11

3.2.2数据采样电路 11

3.3选择性漏电保护单元 14

3.3.1保护方案工作原理 15

3.3.2硬件系统涉及的主要电路介绍 15

3.4开关量输入、输出单元 20

3.4.1开关量输入单元 20

3.4.2开关量输出单元 20

3.5通信接口电路 21

第四章系统软件设计 23

4.1系统的主程序 23

4.2采样中断程序设计 24

4.3过流故障处理程序设计 26

4.4漏电保护程序流程图 27

4.5欠电压保护 28

第五章结论 31

参考文献 32

STYLEREF标题1\n第一章STYLEREF标题1绪论

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煤矿井下高压防越级保护系统设计与实现

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绪论

选题背景和意义

随着煤矿工业技术的提高以及地下高压电源的距离越来越大，造成了对煤矿电源的可靠性和安全性的要求越来越高。

根据相关数据统计，煤矿事故的主要原因是井下供电网络故障。在我国，地下高压电网主要是6KV供电，这关系到煤矿的生产和安全。因此，高压防爆开关综合保护系统必须具有高可靠性和高性能。矿山变电站、移动变电站或者配电网的供电线路，应当设置短路、过载、逃逸装置。由于工作条件艰苦、负荷波动、工作条件非常不稳定,积累的瓦斯煤尘,水滴对电机的保护造成了很大影响从而造成了短路和接地故障，因维修不良或频繁故障电缆的维护成本过高。如果接地故障不能及时消除，电网的所有相线都将在带电状态下运行，长时间运行可能导致绝缘故障，甚至三相或两相短路。传统的短路保护方法不能构成有效的纵向选择性短路保护系统。短路故障通常会引起触发，有时甚至是几级触发，导致地面6-10kV电缆开关的触发，继而导致大面积长时间断电。这是一个重大的安全隐患，也是地下供电的技术难题。为了避免事故、保障人身安全并有效降低事故风险、综合防护系统的设计与开关由微电脑高压防爆塞在一个煤矿高性能具有实际意义,而且具有很大的经济价值。

综合系统的防爆6kV、煤矿中的设计和驱动一台微型计算机,可有效保护短路、过载、渗漏和高压电网失灵,什么是重要的,以提高可靠性和整个高压电网的安全。

国内外研究现状和发展趋势

国外公司在高压开关综合保护设备领域具有很强的竞争力，abb、西门子等外国大公司在产品保护的可靠性和选择性方面无疑具有许多优势。在我的调查中。例如，西门子公司(siemens)在德国生产的SIPROTEC系列集成继电器保护装置是集成了保护、控制、监控、测量、记录和故障报告的智能前端。它提供了一个大的屏幕，一个完整的中文操作界面，其保护功能主要是多级过流保护和定向过流保护，提供电压、频率等保护功能。预订系统通过现场总线通信实时监控和