矿井差动式漏电保护选线方法研究与应用

摘要

本文分析了井下电力系统漏电模型及系统各支路零序电流的逻辑关系,阐述了以此逻辑关系为基础并结合零序电流数值关系且基于差动思想的故障特征值算法,进而提出差动式漏电保护选线方法。基于差动特征值的概念深入探讨了利用二重特征值定位长线路漏电故障点定位方法,使差动保护法具有选线与定位能力并存的优点。探讨了该方法可能存在的一系列局限,并根据人为中性点经电抗线圈接地进行感性补偿的漏电故障系统特点进行优化设计。建立了MATLAB矿井漏电故障系统模型,仿真及实验结果表明此差动保护方法具有有效的选线判断能力。讨论了差动保护装置的性能局限及解决方法,证明此方法具有较强实用价值。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 引言

1.1 差动式漏电保护选线方法选题意义

1.2 国内外研究现状

1.3 差动式漏电保护选线方法简介

1.4 论文的主要工作

2 矿井供电系统漏电故障分析

2.1 矿井供电系统分析

2.2 矿井漏电故障原因分析

2.3 单相漏电故障各参数的变化规律研究

2.3.1 单相漏电时零序电压的变化规律

2.3.2 各相对地电压

2.3.3 零序电流

2.3.4 漏电电流

2.4 中性点不接地系统漏电保护选线方法分析

2.5 影响选择性漏电保护的因素分析

2.6 智能漏电保护选线方法的基本要求

3 矿井差动式漏电保护选线方法研究

3.1 差动特征值研究

3.2 差动式漏电保护选线方法

3.3 长距离线路中的差动式漏电保护选线方法研究

3.3.1 二重差动特征值概念

3.3.2 基于二重差动特征值的漏电保护定位研究

3.4 人为中性点经电抗线圈接地系统的差动式选线方法

3.4.1 人为中性点经电抗线圈接地系统的差动特征量

3.4.2 人为中性点经电抗线圈接地系统的差动式选线方法

3.5 方法仿真验证

3.5.1 电网变压器中性点不接地系统仿真验证

3.5.2 人为中性点经电抗线圈接地系统仿真验证

3.6 方法实验验证

4 矿井差动式漏电保护选线方法应用

4.1 硬件总体结构

4.2 零序电流变送器的设计研究

4.2.1 零序电流互感器（ZCT）的选择

4.2.2 低通滤波器设计

4.2.3 信号调理电路设计

4.3 硬件电源设计

4.4 功率驱动电路设计

4.5 核心微控制器的选择

4.6 人机接口模块设计

4.6.1 键盘模块设计

4.6.2 显示模块设计

4.7 基于 CAN 总线的通信电路设计

4.7.1 外围电路设计

4.7.2 基于 MCP2515 的 CAN 总线节点设计

4.8 差动式漏电保护装置的软件设计

4.8.1 系统软件总体设计

4.8.2 系统初始化程序设计

4.8.3 AD 转换程序设计

4.8.4 移相处理程序设计

4.8.5 差动保护程序算法

4.8.6 远程通信程序设计

5 差动式漏电保护装置的性能分析

5.1 差动式漏电保护装置的干扰因素

5.1.1 保护装置干扰的主要来源

5.1.2 干扰的主要危害

5.2 CPU 抗干扰

5.3 硬件抗干扰设计

5.3.1 电源系统抗干扰

5.3.2 过程通道抗干扰

5.3.3 空间电磁辐射抗干扰

5.3.4 印刷电路板抗干扰

5.4 软件抗干扰

5.5 元器件的性能局限

结论

参考文献

作者简历

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