矿用组合开关电流保护研究

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1、<电气开关>(2011．No．3)文章编号：1004—289X(201I)03—0036—05矿用组合开关电流保护的研究侯林(中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原030006)摘要：介绍了矿用组合开关电流保护的原理以及理论依据，分析了电量交流采样的方法，描述了倍福的电力测量模块KL3403，提出了交流采样方式在矿用组合开关中的实现方法。经现场应用表明：该方法实用可靠，具有较高的应用价值。关键词：组合开关；交流采样；保护；短路；过载中图分类号：TM564文献标识码：BResearchonCombinedSwitchCurrentProtectionfo

2、rCoalMineHoULin(TaiyuanInstituteofChinaCoalTechnology&EngineeringGroup，Taiyuan030006，China)Abstract：Thepaperpresentstheprincipleandtheoreticalbasisofthecombinedswitchcurrentprotectionforcoalmine，analyzesamethodofelectricalalternaternatingcurrentsamplinganddescribesBeckhofSelect

3、ricpowermeasuremoduleKL3403．Itputsforwardachievingmethodofthealternatingcurrentsamplinginthecombinedswitchforcoalmine．Bytheuseofworkfield，itshowsthatthemethodispracticalandreliable，havinghigherusevalue．Keywords：combinedswitch；alternatingsample；protection；shortcircuit；overload采集

4、成本较高，采集实时性差，依靠人力，将无法在同1引言一时刻对多个变化的电量进行采集。所以，目前多是在煤矿采掘工作面，由电气系统引起的故障危害采用采样计算式的方法来获取电量。根据采样信号的较大，它不仅直接影响人身安全，还会形成相间短路等不同，实现后者又有两种方法：直流采样法和交流采样故障引发瓦斯和煤尘的爆炸，严重影响着煤矿的安全法。生产。2．1直流采样法在矿井供电系统中，电流保护包括三相短路故障直流采样法是指将现场不断变化的模拟量先转换保护、两相短路故障保护、断相故障保护和不正常运行成直流电压信号，再送至A／D转换器进行转换，即将状态(过载)保护四个部分

5、。其中，三相短路和过载故各种交流电量，通过降压、整流、滤波、非线性校准等各障属于对称电流故障，两相短路和断相故障属于不对种电子电路变为相应大小的直流电量，然后对直流量称电流故障。本文主要阐述了一种在矿用组合开关上进行采样和A／D转换。适用的电流保护设计。直流采样的主要特点：(1)直流采样对A／D转换器的转换速率要求不2采样方式的选择高，软件算法简单。只要将采样结果乘上相应的标度对各种电量的采集主要有两种途径：①利用各类系数便可得到电流、电压的有效值，但不能得到其它的模拟仪表，直接或者间接地获取电量；②根据采样定电参数，比如功率因数、有功功率等，从而不

6、能有效地理，对连续时间信号做等间隔抽样，并进行数字化处实现相敏保护和分析所控制的采掘设备工作状况；理，来获取电量。对于前者，利用仪器仪表来采集电(2)直流采样输入回路，要滤去整流后的纹波，往量，采集的准确度比较高，工作可靠，但存在重大缺陷：往采用R—c滤波电路，因此其时间常数较大(一般几<电气开关>(2011．No．3)37十ms一几百ms)，采样结果实时性差，而且无法反映直接提供均方根值，在控制器上无需高计算能力，由均被测模拟量的波形。方根值计算出的电压、电流、有效功率、功率因数功耗2．2交流采样法以及视在功率，其中电流的测量范围最大为1A，精度交

7、流采样法是一种直接针对交流电量进行采样的为0．001A；电压的测量范围最大为500V，精度为方法。按照采样定理，一个限带连续模拟信号(t)，0．1V。其频谱的最高频率为，对它进行等间隔采样而得离KL3403采用均方根算法，根据连续周期交流信号散时问信号(n)，则只有在采样频率>2时，戈的有效值及平均功率的定义，将连续信号离散化，用数(，1)就可准确地恢复成。(t)。依照其原理，设定一个值积分代替连续积分，以离散点数据拟合连续周期性等间隔采样的时间间隔，即为采样周期，其倒数为采变化的信号，从而导出有效值(或平均值)与采样值之样频率，它的值必须大于被采样

8、的模拟信号频谱中最间的关系式。均方根算法中己考虑了谐波分量在有效高频率的两倍，用这样的采样频率对被测交流信号