基于arm7内核井下智能馈电开关保护器设计

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1、·98-工业仪表与自动化装置2010年第4期基于ARM7内核的井下智能馈电开关保护器的设计刘瑞祥，陈乐，杭庆彪(中国计量学院机电工程学院，杭J,i、i310018)摘要：介绍了一种新的数字化馈电综合保护器。该仪表以ARM7微处理器为核心，结合工业控制的需要移植了IxC／OS一Ⅱ实时操作系统。主要运用于额定电压为380V、660V、l140V的三相中性点不接地的供配电系统中，能够实时监测电网状态，遇到故障迅速动作保护电网。保护器研制成功后，进行了现场试验。试验表明该低压综合保护器保护方案可行，参数选择合理，动作灵敏可靠。关键词：馈电开关；嵌入式系统；Ix

2、C／OS—lI操作系统；保护中图分类号：TM56文献标志码：A文章编号：1000—0682(2010)04—0098—03DesignofintelligentprotectorofminefeederswitchbasedonARM7microprocessorLIURuixiang，CHENLe，HANGQingbiaoCollegeofMeehatronicsEngineeringunderChinaJiliangUniversity，Hangzhon310018，China)Abstract：Introduceanewkindofdigital

3、protectoroffeederswitch．ThisinstrumentusedtheARM7microprocessorasitscoreandwithC／OS一Ⅱreal—timeoperatingsysterm．Itapplicabletoratedvoltage380V，660V，1140V，ofthree—phasenon-neutralpointconnectedtothegroundforpowersupplyanddistributionsystem，whichcandetectethepowergridreal—timeandac

4、tatoncebythefault．Aftertestitwasprovedtrustable，theparametersisreasonableandtheactisreliable．Keywords：feederswitch；embedsysterm；C／OS一Ⅱoperatingsystem；protector要，研制了基于嵌入式系统的数字化矿用低压馈电0引言综合保护器。该装置以LPC2290芯片为内核，具有馈电保护开关是煤矿井下供电电网中非常重要人机显示界面、短路保护、过载保护、过电压保护、欠的配电设备之一，馈电开关除具有对供电单元进行电压保护

5、及漏电保护和实时监控电压电流等功能。通、断电控制的基本功能外，其最主要的功能是能够1基本保护原理自动实时地检测包括漏电、过载、断相、短路、过／欠电压等在内的各种电网故障，并在电网发生这些故1．1漏电监测原理障时，断开供电线路，以保护供电设备及人身安为了提高检测漏电电阻的准确性，采用了基于全¨]。随着采煤自动化技术发展，对矿井供电的附加直流电源检测的漏电保护方案，即在三相电网连续性、可靠性和安全性提出了越来越高的要求，因与大地之间附加一个直流电源。这样三相对地的绝此对矿井电网综合保护系统的研究具有重要的理论缘电阻上将有直流电流流过，该电流的大小直接反和应

6、用价值。映了电网对地绝缘电阻的变化J，有效地监测该电为更好地适应煤矿生产和煤矿信息化的实际需流就可以构成附加直流电源式的漏电保护，既可保证漏电电阻值的稳定性，又能作后备保护，有效地提高了漏电保护动作的可靠性。收稿日期：2009—04—09作者简介：刘瑞祥(1984)，硕士，研究方向为检测技术。1．2短路电流检测原理传统的短路保护一般都是采用鉴幅式，即以线2010年第4期工业仪表与自动化装置·99·路电流的幅值作为判据，根据短路时通过保护装置为1(且无补偿)时其动作值符合表2。的电流来选择动作电流的大小，以动作电流的大小2．7选择性漏电保护来控制保护装置

7、的保护范围。然而对一些长距离、保护器工作在分开关位置时，如果本支路发生重负荷低压电网的对称性短路保护，上述判据就不漏电现象，则该支路开关会跳闸，而其他支路开关和够可靠_4]。鉴幅式的问题在于若要保护全线路，则总开关均不会跳闸。应按保护范围末端最小两相短路电流整定，要求整2．8风电瓦斯保护定值小，因而在大型电动机启动时易造成保护的误配合瓦斯断电仪使用，瓦斯断电仪动作输出后，动作；若要躲过启动电流，则要求整定值必须大，此馈电开关断电，并显示瓦斯超限。时将不能保护线路全长，而且灵敏度也非常低，不能3系统功能实现满足保护的要求。从上述分析可以看出，仅以电流幅值

8、的大小来3．1硬件设计区分电动机的启动电流与短路电流是很困难的。理系统硬件框图见图1。论分析和