基于群体选线法矿用漏电保护装置的研制

摘要

进入二十一世纪后，人类对能源的需求日益增长。尽管煤矿生产自动化程度在不断提高，但井下漏电事故依然屡见不鲜。
　　当前，国内井下供电网的选择性漏电保护系统一般有上、下两级保护：上、下级之间采用附加直流电源或零序电压保护原理实现漏电纵向保护；同级之间采用零序功率方向保护原理实现漏电横向保护。目前的保护系统主要存在拒动、越级跳、无选择性、动作电阻值不固定和动作延时较长等问题。
　　本课题在理论分析井下电网常见漏电故障的基础上，设计以 DSP为测控模块核心、单片机为管理模块核心、基于群体比幅比相的选线原理为保护方案的矿用选择性漏电保护系统。本系统先在分馈电开关处采用基于电流群体比幅比相法选线的保护原理，再在总馈电开关处采用附加直流电源保护原理。
　　当系统正常运行时，首先，分开关处采用电流群体比幅比相选线方法对整个系统进行单相漏电故障检测；然后，再在总馈电开关处采用附加直流电源原理对整个系统的双相和三相漏电故障进行检测。本装置经MATLAB仿真软件对选线原理进行仿真、经装置本身进行的实验调试和经搭建相应的实验平台进行实验，结果表明，该装置对漏电线路判断准确，性能稳定，动作可靠，在一定程度上解决了电阻值不固定、动作延时时间长及越级跳的问题，为矿用漏电保护系统的设计和制造提供一定的参考价值。

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第一章 绪论

§1.1 选题背景及研究意义

§1.2 国内外现状及存在的问题

§1.3 本文研究的主要内容与结构体系

§1.4 本章小结

第二章 常见井下漏电保护设备及选线原理

§2.1 漏电保护装置的常见类型

§2.2 漏电保护装置的发展与趋势

§2.3 国家相关标准及性能指标

§2.4 井下配电网漏电原理分析

§2.5 本章小结

第三章 基于群体选线方法的理论分析

§3.1 群体选线算法的实现

§3.2 群体选线方案的工作原理

§3.3 本章小结

第四章 漏电保护装置的硬件设计

§4.1 总体设计方案

§4.2 中央处理器模块

§4.3 数据的采集

§4.4 开关量I/O模块的设计

§4.5 液晶显示接口设计

§4.6 通信模块的设计

§4.7 本章小结

第五章 选择性漏电保护装置的软件设计

§5.1 软件设计总原则

§5.2 软件开发环境

§5.3 系统的调试和测试

§5.4 交流信号的采样算法分析

§5.5 软件设计方案

§5.6 本章小结

第六章 保护装置的抗干扰设计及实验结果分析

§6.1 主要干扰源及其危害

§6.2 硬件抗干扰设计

§6.3 选择性漏电保护装置的软件抗干扰设计

§6.4 实验结果及其分析

§6.5 本章小结

第七章 结论

§7.1 结论

§7.2 展望

参考文献

致谢

作者读研期间的主要科研成果