井下移动变电站低压智能化馈电开关研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第31卷第5期煤炭科学技术2003年5月井下移动变电站低压智能化馈电开关的研究梁翼龙，孟润泉，陈力(1．太原理工大学．山西太原030024；2．煤炭科学研究总院抚顺分院．辽宁抚顺113001)摘要：为了适应煤矿生产的实际需要，设计了一种新型的智能化馈电开关，重点分析了开关保护系统的基本保护原理，介绍了硬件和软件框图。现场运行表明该开关性能稳定，动作可靠，具有重要的应用价值。关键词：单片机；漏电保护；相敏保护；负序保护；通信接口中图分类号：TD611文献标识码：B文章编号：0253—2

2、336(2003)05—0039—03ResearchonlowvoltageintelligentfeederswitchboxforundergroundminemobilesubstationLIANGYi—long，MENGRun—quan，CHENLi(1．TaiyuanUniversityofScienceandTechnology．Taiyuan030024，China；2．F~hunBranch．ChinaCoalResearchInstitute．F~hun113001．China)通过了国家煤矿防爆安全产品质量

3、监督检验中心的1概述检验。煤矿井下低压电网供电系统，特别是综采工作2基本保护原理面，大多采用高压深入负荷的移动变电站供电方式l1]，随着综采工作面生产机械自动化水平日益2．1漏电保护提高，设备逐渐向高电压大容量多机拖动方向发煤矿井下低压电网采用附加直流电源的方法来展，对供电的连续性，安全性及可靠性要求越来越监测全电网的绝缘电阻状况，实现漏电闭锁和漏电高，尤其是煤矿安全监测监控系统对馈电开关提出跳闸，附加直流检测原理如图1所示，。了新的要求，要求开关具有传输电气参数和故障状态的功能。目前，国产移动变电站低压馈电开关主要采用继电器控制

4、电路和电子保护，由于器件及电路方面的原因，使可靠性，控制保护性能等方面尚存在一些问题，难以适应生产的需要，特别是监测监控系统的要求。为适应煤矿生产的实际需要，因此开发研制了图1附加直流电源检测原理BKD3—630／1140(660)新型矿用隔爆型智能化真空化馈电开关，开关综合保护系统以AT一89系列图1中SPT为电源变压器，DPS为直流电源，单片机为核心，配合其他器件可以完成漏电、三相R为限流电阻网络，F为工频滤波电路，PM为动对称短路、相间短路、断相和过载等保护功能，为作电阻值调节电位器，C为抗干扰电容，TPR为三满足监测监控系

5、统的要求，具有RS一485接口。相电抗器，RRb、R分别为a，b，c三相对地简捷的快开门设计，灵活的汉字显示系统，使得开绝缘电阻，由SPT和DIS获得，其正极经PM关操作简单，维护方便。该开关已于2001年10月人地，通过R。、Rb、R、TPR和lR回到电源负39维普资讯http://www.cqvip.com第3l卷第5期煤炭科学技术2003年5月极，在PM处的直流检测信号为㈩电流电压转换Jl磊—丽式中PM——电位器电阻；P——Rb、的并联值；．流电压杂换120。移相电路∑R——检测回路除电网对地绝缘电阻之外的所有电阻之和，系统

6、确定之后，图2负序电流滤序器∑为定值，不随电网绝缘电阻的波动而变化。U。ut=(U+Ub+aU。)=3且2(3)由此可见，E，s会随尺的变化而变化，当尺。下式中U——负序滤波器输出电压；降使得c，s大于门槛电压时，由漏电检测单元发出U、、U——a，b，c三相的不对称电流对应的漏电和跳闸信号而达到漏电保护的目的。电压；2．2相敏保护——旋转向量，Ot=e。。；在井下低压电网中，大型电机的启动电流特别尺——电流互感器的负载电阻；大，可达额定电流的5—8倍，但由于煤矿井下供，吐——线路a相的负序电流。电系统的特殊性以致造成正常启动电流与

7、线路末端由式(3)可见，滤波器的输出电压仅反应输短路电流十分接近，使得整定困难，若整定值偏入电流的负序分量。电网正常运行时，U输出基小，易造成大型电机启动时误动；若整定值偏大，本为零。当发生断相、相间故障时，三相电流不再保护末端短路时易拒动。对称，U便不再为零，但断相故障电流不会超过由此可见，仅以电流值的大小来区分启动电流额定电流的2倍，而相间短路电流则比断相故障电和短路电流是困难的，试验和计算机仿真发现，大流大得多，因此便可以根据输出电压。的大小来型电机虽然启动电流大，但启动时功率因数比较区分断相和相间短路障。低，而短路时的功率

8、因数则很高。因此本文采用了2．4过载保护基于功率因数检测的相敏保护原理，即在检测电流过载是煤矿井下低压电网供电系统中常见的故大小的同时检测功率因数角，利用电流倍数与功率障状态，长期过载运行不仅降低了电气设备的使用因数的乘积J『COS作为短路保护的动