井下低压电网选择性漏电保护的研究

摘要

目前井下漏电已经成为煤矿供电系统的主要故障形式之一,漏电不仅会导致工作人员触电事故,甚至还可能形成单相短路接地故障,进而使事故扩大为两相之间短路事故,从而产生电火花导致煤矿井下瓦斯爆炸等特大事故。漏电保护装置就是为了防止漏电故障造成的人身触电伤亡和瓦斯爆炸等事故而装配在供电网络中的一种保护装置,所以无论在井下还是地面上的供电电网中都必不可少,应用的非常广泛。本文在分析了煤矿井下低压供电网络中漏电事故发生条件的基础上,通过仿真验证,提出了一种新型选择性漏电保护系统。该系统是以TMS320F2812作为核心处理器,利用“三步漏电选线法”作为选择漏电线路的方法,即利用零序功率方向检测和附加直流电源检测以及零序电流群体比幅法的三重判断,来实现整体供电电网中多台漏电保护装置网络化的综合判断,从而快速地区分伪漏电线路,以达到正确地选择漏电线路的目的。

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 当前国内矿井供电系统基本状况

1.2 矿井供电系统漏电保护装置的必要性

1.3 矿井对漏电保护装置的基本性能

1.4 研究内容及主要工作

2 漏电原理的分析及选线方法的确定

2.1 矿井供电网络单相漏电故障特征及原理分析

2.1.1 单相漏电故障时的零序电压

2.1.2 单相漏电故障时的零序电流

2.1.3 漏电电流

2.2 对中性点不接地系统单相接地故障的分析

2.2.1 中性点不接地供电方式的单相直接接地事故的分析及仿真

2.2.2 中性点不接地供电方式的单相经电阻接地故障分析及仿真

2.2.3 中性点不接地供电方式的单相电弧接地故障的分析及仿真

2.3 选择性漏电保护的方法

2.4 三步漏电选线法

2.4.1 附加直流电源检测法

2.4.2 零序功率方向检测法

2.4.3 零序电流比幅法

3 选择性漏电保护装置的硬件电路设计

3.1 总体硬件设计

3.2 总馈开关处的核心控制器DSP

3.2.1 DSP 系统电源设计

3.2.2 DSP 系统时钟和复位电路设计

3.3 AD 采集电路设计

3.4 零序电压测量模块及绝缘电阻检测模块设计

3.5 断路器跳闸保护模块设计

3.6 零序电流测量模块设计

3.7 显示和报警电路设计

3.8 串行通讯接口设计

4 选择性漏电保护装置的软件设计

4.1 系统初始化程序设计

4.2 系统主控程序设计

4.3 选择漏电线路程序设计

4.4 交流采样程序设计

4.5 液晶显示模块

4.6 串口通信模块

5 系统仿真与试验

5.1 系统仿真

5.2 仿真结果

结论

参考文献

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