大型电动机微机保护与控制装置的研究

摘要

该文所研究的是一种微机智能式的大中型电动机微机综合保护与控制装置.研究了保护与控制装置的关键技术之一:交流电量有效值的实时采样技术.对三采样法、全周波傅氏算法和均方根值算法进行了研究.采用均方根值法既能抗干扰又能满足测量的要求,在设计的装置中采用了该方法,达到了预期的效果.阐述了电动机的常见故障,研究了电动机保护原理和大中型电动机保护的特点.设计了以80C196KC单片机为主控芯片的装置.具体进行了主控单元设计、前向数据采集通道、串行通信接口、温度传感器接口和人机对话接口的设计.设计了实用的系统软件.保护与控制装置实现了对短路、起动故障、不平衡(断相)、欠压、接地故障、过负荷的实时监控和保护.

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 计算机保护的发展及特点

1.2 电动机保护与控制的发展与现状

1.2.1热工仪表型保护与控制

1.2.2半导体、集成电路型保护与控制

1.2.3微机型多功能保护与控制

1.2.4小结

2 交流采样算法

2.1 三采样法

2.2 全周波付氏算法

2.3 均方根值算法

3 大型电动机保护方法研究

3.1 电动机故障特征分析

3.2 短路保护

3.2.1相电流速断保护整定原则

3.2.2相电流速断保护动作判据

3.3 不平衡(断相)保护

3.3.1断相运行分析

3.3.2断相电流特性分析

3.3.3不平衡(断相)保护判别、整定原则

3.4 接地故障保护

3.4.1接地故障保护原则

3.4.2零序电流保护的整定计算

3.5 欠压保护

3.5.1欠压保护的装设原则

3.6 过负荷保护

3.6.1引起电动机过负荷的原因

3.6.2反时限过负荷保护动作特性

3.6.3带RTD温度传感器测温的电机保护

3.7 起动保护

3.7.1起动时间过长保护

3.7.2起动时间间隔保护

4 系统总体结构及硬件设计

4.1 采用80C196单片机的主控单元设计

4.1.1主控单元电路设计

4.1.2 GAL芯片用作地址译码器电路

4.1.3 uP监控芯片MAX706的采用

4.1.4时钟芯片DS1287的采用

4.2 汉字人机对话接口单元设计

4.2.1键盘接口

4.2.2汉字等离子显示屏接口

4.3 前向数据采集通道单元设计

4.3.1 I/V变换、滤波部分

4.4 保护执行驱动单元设计

4.6 温度传感器接口设计

5 系统软件设计

5.1 系统保护与控制主程序设计

5.1.1起动保护

5.1.2短路保护

5.1.3不平衡(断相)保护

5.1.4欠压保护

5.1.5接地故障保护

5.1.6过负荷保护

5.2 汉字人机对话功能软件设计

5.2.1键处理功能软件设计

5.2.2日期、时钟设置软件设计

5.2.3运行参数、状态及三相电流实时波形显示软件设计

5.3 通讯软件设计

5.3.1波特率及异步通讯方式的设置

5.3.2数据通讯协议

6 实验及检验

6.1 装置调试

6.2 系统实验

6.3 实验结论

7 结束语

致谢

参考文献