矿用高压隔爆开关智能综合保护系统的硬件设计与开发

摘要

近年来,随着煤矿生产机械化、自动化程度的不断提高，井下供电容量不断增大，高压供电距离的不断增加，对煤矿井下供电系统可靠性、安全性的要求越来越高。高压隔爆开关是矿井供电系统的关键设备，而它的保护性能及可靠性直接影响矿井供电的可靠性、安全性，因此研究高性能的综合保护系统对提高供电质量、保障人身安全，完善电网保护不仅具有重要的现实意义而且具有较高的经济价值。 本综合保护系统采用89C58RD+的双CPU 作为系统的处理核心，具有并行工作、分工合作的优点，同时，该单片机具有双倍频功能，加快了数据处理速度。实验和实际运行表明，本系统提高了继电保护的速动性、选择性、灵敏性和可靠性，同时实现了实时测量的准确及高精度。 本文首先根据矿井高压电网的实际情况，从理论上分析了矿井高压电网常见故障的电气特征，并参照相关标准，在对各种保护的实现方法进行了比较及研究后，制定了相应的保护原理和动作指标，设计出保护系统的硬件电路。尤其是采用了全波比相的选择性漏电保护方法，以及基于热积累算法的过载保护方法，进一步提高了保护的准确性和可靠性。 同时扩展了PROFIBUS总线功能，更好地实现了开关与井上总站的数据通讯。 本综合保护系统不仅可以完成继电保护功能，而且紧随当前电力系统自动化发展的需要，还实现了实时测量、保护控制、数据通讯等智能化控制，推动了煤矿用电设备向智能化，数字化，网络化的方向发展，提高了煤矿生产的安全可靠性。