数字化多功能感应电动机保护装置的研究与设计

摘要

该文系统地分析了感应电动机的各种故障特征.针对感应电动机在不对称状态下定子电流的正序和负序分量之间的关系,提出了简便易行的不对称及断相保护动作判据.该文根据电动机各种故障的微机保护方案,进行了控制系统的软件、硬件与抗干扰设计,开发了一种新型的数字化多功能感应电动机保护装置.这套装置以先进的80C196KC单片机为核心,采用MAX197进行AD转换,具有数学采集、处理、实时控制、自动保护及显示、报警等功能.最后对所研制的保护装置样机,模拟电动机的各种故障,进行了充分的动模实验,验证了其保护时间的可靠性.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1电动机保护及其意义

1.2国内外电动机保护装置的发展概况

1.2.1电动机保护的发展历程

1.2.2电动机微机保护发展趋势

1.3本文研究的主要内容及主要工作

2感应电动机的故障特征及其保护

2.1交流感应电动机的不对称运行及其保护

2.1.1感应电动机在不对称状态下的运行特点

2.2.2断相运转的形式及绕组电流的确定

2.2.3不对称保护的动作方程

2.2交流感应电动机的过负荷保护

2.2.1电动机的发热与温升

2.2.2传统的反时限过负荷保护及其存在的问题

2.2.3基于解微分方程的温升特性

2.2.4累加定子电流的过负荷保护方案

2.3感应电动机的其它保护

2.3.1感应电动机起动过程的保护

2.2.2堵转保护

2.2.3短路保护

2.2.4低电压保护

3电动机保护装置的硬件设计

3.1装置硬件的总体结构

3.2计算机系统构成

3.2.1系统时钟的选择

3.2.2复位电路

3.2.3存储器的扩展

3.3数据采集

3.4保护功能的设定

3.5故障的报警、指示及脱扣

4电动机保护装置的软件设计

4.1感应电动机微机保护方案

4.1.1不对称及断相保护

4.1.2累加定子电流的过负荷保护

4.1.3起动时间过长保护

4.1.4堵转保护

4.1.5短路保护

4.1.6低电压保护

4.2采样数据的处理

4.2.1有效值的计算

4.2.2正序电流和负序电流的获得及其有效值的计算

4.3系统的软件结构

4.3.1参数设定模块

4.3.2保护运行模块

5保护装置的抗干扰设计

5.1系统硬件抗干扰设计

5.1.1供电系统干扰的抑制

5.1.2信号滤波

5.1.3开关量输出的隔离

5.1.4硬件“看门狗”电路

5.1.5地线的设置

5.1.6合理分布各接口插件、合理布线

5.2系统软件抗干扰设计

5.2.1 EPROM程序代码自检

5.2.2整定值自检

5.2.3 80C196单片机RST指令抗干扰的应用

6实验结果

结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文