基于ARM的矿用高压防爆开关综合保护系统的研究

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1、分类号：TD611.5密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文基于ARM的矿用高压防爆开关综合保护系统的研究邱彪申请学位级别：硕士学位专业名称：控制理论与控制工程指导教师姓名：李世光职称：高级工程师山东科技大学二零一二年五月论文题目：基于ARM的矿用高压防爆开关综合保护系统的研究作者姓名：邱彪入学时间：2009年9月专业名称：控制理论与控制工程研究方向：控制理论及应用指导教师：李世光职称：高级工程师论文提交日期：2012年5月论文答辩日期：2012年6月授予学位日期：STUDYOFSYNTHETICPROTECTIONSYSTERMF

2、ORH-VFLAMEPROOFSWITHGEARUSEDINMINEBASEDONARMADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyQiuBiaoSupervisor:SeniorEngineerLiShiguangCollegeofInformationandElectricalEngineeringMay2012声明本人呈交给

3、山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世界所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：2012年5月AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofEngineeringinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkexceptthere

4、ferenceanddocumentation.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:May2012山东科技大学硕士学位论文摘要摘要煤矿井下高压防爆开关是矿井供电系统的关键设备，负责向各采煤面、掘进面、运输面等动力机械提供电能，并且多数动力设备有由1140V向3.3kV、6KV直接供电转变的趋势。电压等级的提高对供电设备的安全保护性能提出了新的要求，矿井自动化的发展对传统的保护措施也提出了挑战。因此，研

5、究性能优越、自动化程度高的井下高压防爆开关具有较高的经济及实用价值。本文在现场考察及查阅大量国内外文献的基础上，研究设计了基于ARM的矿用高压防爆开关综合保护系统，主要内容如下：根据井下供电特点及国内外防爆开关发展情况，首先分析了井下高压供电网络常见的故障起因及故障特征，通过对比分析，给出了常出现的漏电保护、短路保护、过载保护、过压与欠压等保护方法及理论依据。其次，针对上述保护方法，采用STM32为控制器进行了硬件设计，主要包括系统总框架、主回路、模拟量检测、人机接口、存储、光纤通信、电源、开关量输入输出模块等。再次，采用模块设计方法进行软

6、件设计，给出了主控程序、A/D采样程序、按键及显示程序、通信程序等模块流程；采用组态软件对远程监控界面进行了设计，并给出了远程监控主要监控界面及操作方法。最后在分析井下各种干扰源的基础上系统地给出了设计中所采用的软件与硬件抗干扰措施。为了验证设计采用的电网故障检测理论的正确性及设计的合理性、可靠性，课题进行了仿真并进行了部分实验，仿真与实验结果验证了设计的可行性。关键词：防爆开关，漏电保护，STM32，光纤通信，组态山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractTheundergroundhigh-voltageexplosion-proof

7、switchisoneofthekeydevicesoftheundergroundpowersupplysystem,whichtakeschargeofthepowersupplyformotivepowermachines,suchasminingface,headingfaceandtransmittingface.Mostofthepowerequipmentspossessthepowersupplyshifttendencyfrom1140vto3.3kvand10KV.Theimprovementofthevoltagecl

8、assmakesnewdemandsforthesafetyprotectionperformanceofthepowersupplyunit,andthedevelopment