单片机控制的煤矿井下6kv防爆开关综合保护系统的设计

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1、摘要随着采煤自动化技术的发展和井下高压供电距离的增加，对矿井供电的可靠性和安全性提出了越来越高的要求。我国煤矿井下高压电网以6kV供电为主，6kV高压防爆开关综合保护系统对矿井供电系统至关重要。本文根据煤矿井下高压电网的实际情况，从理论上分析了井下高压电网常见的故障电气特征，并设计出针对性地保护方案。主要采用了：煤矿井下高压电网微机选择性速断短路保护方案；“启动于零序电压及其突变量，选择性动作于零序电流五次谐波比幅比相”的选择性漏电保护方案；欠电压保护增加了延时的功能。本文以高性能单片机Intel80296SA为中央控制单元，以模数转换芯片Max125为采

2、样电路，采用大规模集成电路实现了保护系统硬件电路的设计。使用汇编语言完成了软件系统的设计，介绍了设计过程中采取的硬件、软件抗干扰措施。关键词：煤矿井下；单片机控制；6kv；防爆开关；综合保护系统IIAbstractWiththeincreaseofminingautomationtechnologyanddistanceundergroundhigh-voltagepowersupply,minesupplyreliabilityandsecurityoftheincreasinglyhighdemand.China'scoalmineundergroun

3、dhighvoltagepowergridtothemainpowersupply6kV,6kVhigh-voltageproofswitchprotectionsystemisessentialforMinePowerSupplySystem.Basedontheactualsituationofcoalminehighvoltagepowergrid,theoreticallyanalyzedcommonfaultHighvoltageelectricalcharacteristics,anddesigntargetedprotectionprogra

4、ms.Mainly:thecoalminehighvoltagepowergridcomputerSelectivitybreakingshort-circuitprotectionprograms;"Startingintheamountofzero-sequencevoltageandmutation,selectiveactionthanthezerophasesequencecurrentratioofthefifthharmonicamplitude"ofselectiveleakageprotectionprograms;undervoltag

5、eprotectionincreasesthetimedelayfunction.Inthispaper,ahigh-performancesingle-chipIntel80296SAcentralcontrolunitforanalogtodigitalconverterchipMax125samplingcircuits,largescaleintegratedcircuitdesigntoachievetheprotectionsystemhardwarecircuit.Useassemblylanguagetocompletethedesigno

6、fsoftwaresystems,itintroducesthedesignprocesstotakethehardware,software,anti-jammingmeasures.Keywords:coalmine;SCMcontrol;6kv;explosion-proofswitch;integratedprotectionsystemII目录1绪论11.1设计的背景和意义11.2井下高压防爆开关综合保护系统的发展现状和趋势11.3井下高压防爆开关微机综合保护系统的必要性和基本要求21.3.1采用微机保护的必要性21.3.2采用微机保护的基本要求

7、21.4本设计的主要内容32井下高压电网故障分析42.1概述42.2井下高压电网短路故障分析42.3井下高压电网漏电故障分析52.3.1漏电故障暂态特征52.3.2漏电故障稳态特征52.4过载故障分析82.5欠电压故障分析82.6绝缘监视故障分析83井下高压防爆开关综合保护系统的保护方案设计103.1短路保护103.1.1短路保护原理103.1.2选择性短路保护系统方案113.1.3短路保护的方案设置143.2漏电保护143.2.1谐波方向型选择性漏电保护原理143.2.2矿井高压电网漏电保护启动零序电压的选择153.2.3谐波方向型矿井高压电网选择性漏电

8、保护方案173.3过负荷（过载）保护173.4欠电压保护183.4