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1、煤矿井下开关综合保护装置硬件设计1、相关定义1.1、电磁兼容的基本概念所谓电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility,EMC),是一个装置、设备或系统可以在其电磁环境中正常工作,并且不对其所在环境中的任何其他事物产生容忍的电磁干扰[56]。从以上的定义可以看出,电磁兼容性包括两个方面的含义:一是系统或装置对外界电磁干扰的敏感性,这就要求系统本身要有很好的抗干扰能力;二是系统对外界的电磁干扰,也就是必须限制本系统对外界的电磁辐射。任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件:首先要具备干扰源,也就是产生有害电磁场
2、的装置或设备;其次是要具有传播干扰的途径,通常认为有两种方44式:传导耦合方式和辐射耦合方式,其中传导耦合方式又可分为电阻性耦合、电容性耦合和电感性耦合;第三是要有易受干扰的敏感设备。因此,解决电磁兼容性问题应针对电磁干扰的三要素,逐一进行解决:减小干扰发生元件的干扰强度;切断干扰的传播途径;降低系统对干扰的敏感程度。最初人们解决电磁兼容问题是在系统完成以后,通过加滤波器、合理布线等措施,以使系统达到电磁兼容的要求。事实证明这种方式很难完全解决问题,因此从设计初期就应该考虑电磁兼容性问题,并且贯穿于系统设计、制造和安装的整个过程。1.
3、2、硬件引脚定义按照前文所说的方法将测试对象ECU输入输出进行分类,用于确定测试系统功能。无钥匙进入系统共有56个引脚,分类如下:数字输入信号:9个引脚,要求模拟出三种状态:VBatt,GND,开路状态。模拟输入信号:7个引脚,三对差分信号及一路单端信号,提供电平信号。特殊输入信号:4个引脚,发生类似PWM波形信号,以占空比代表不同功能含义。阻性负载输出:6个引脚,要求负载符合标准,并且需要提供短接到电源,短接到地,开路这三种异常状态供测试样品实现自诊断。感性负载输出:4个引脚,继电器控制。同样需要提供短接到电源,短接到地和开路这三种
4、异常状态供测试样品实现自诊断。特殊负载输出:16个引脚,8路差分天线输出信号,需要进行解调,将去掉载波的信号进行波形的分析。供电线路:4个引脚,分两组供电,要求电源电压程控可调,提供通断切换的功能,并且需要测试电流。第10页上海交通大学工程硕士学位论文构建针对车载汽车电子装置的硬件在环仿真测试平台通讯线路:3个引脚,CAN接口两路,LIN接口一路。需要提供通断切换功能。保留线路:3个引脚,无需处理。根据上述要求,将采集功能定义如下[8]:功能引脚除开保留的以外每个都需要波形采集功能。采集的内容包括原始数据波形,和特征数据的处理。处理方
5、法如下几点。PWM测量:要求分析出周期、占空比、平均值、均方根值、高电平值。主要针对特殊输入信号。脉冲测量:要求分析出脉冲周期,脉冲强度、平均值及均方根值。主要针对差分天线输出信号。一般测量:除PWM及脉冲测量以外的所有引脚均属此类,仅需要分析出其平均值、最大值、最小值即可。1.3、低频减载和低电压减载的基本概念。电力系统正常运行时,必须维持频率在50±(0.1~0.2)Hz的范围内[1]。为了提高供电质量,保证重要用户供电的可靠性,当系统中出现有功功率缺额引起频率下降时,根据频率下降的程度,自动断开一部分用户,阻止频率下降,以使频率
6、迅速恢复到正常值,实现这种功能的装置叫自动低频减负荷装置(UFLS)。它不仅可以保证对重要用户的供电,而且可以避免频率下降引起的系统瓦解事故[2]。电压是衡量电能质量的一个重要指标,保证用户处的电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一[1]。低电压减负荷装置(UVLS)的方式有两种:一种是低电压故障解列,即三个线电压中任意一个小于低电压定值,低电压解列保护动作,为防止PT(电压互感器)断线误动作,可经电流闭锁(该功能可以通过控制字投退),即电压低于定值同时电流大于定值时,低电压解列保护动作;另一种是失压故障解列,即三个线电压均小
7、于低电压定值,失压解列保护动作,也可经电流闭锁(该功能可以通过控制字投退),即电压低于定值同时电流大定值时,失压解列保护动作。以上两种低电压解列方式可以通过失压解列投退来选择:当失压解列退出时,为低电压故障解列方式;当失压解列投入时,为失压故障解列方式。不论是选择低电压故障解列方式还是选择失压故障解列方式,低电压解列都必须投入[3]。低电压减载功能和低频减载功能可以同时投入,也可以单独投入。当同时投入时,先满足谁的动作条件谁就先动作,它们的动作轮次是相同的。关于工程实际中出现的微机电压频率控制装置的描述及其性质需要明确以下几个问题:1
8、.所谓自动解列,就是将系统解列成几个小系统运行。在电力系统中,有时几个小系统共同组成一个大的系统统一管理运行,但在某些情况下由于系统逻辑错误或硬件故障等原因,促使整个大的系统不能正常工作,一旦遇到这种情况,大系统能自动分
