中國礦業(yè)大學 本科生畢業(yè)設計 姓名：學號： 學院： 專業(yè)： 設計題目：微機高壓防爆開關綜合保護裝置的設計 專題： 指導教師：職稱： 2010年6月 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書 學院專業(yè)年級學生姓名 任務下達日期： 畢業(yè)設計日期： 畢業(yè)設計題目：微機高壓防爆開關綜合保護裝置的設計 畢業(yè)設計專題題目： 畢業(yè)設計主要內容和要求： 在熟悉煤礦井下高壓供電系統(tǒng)的要求、功能和特點的基礎上， 根據(jù)煤礦生產(chǎn)對高壓防爆開關所裝設保護的要求，設計功能完善、 可靠的微機保護裝置，其具體內容如下： 1．掌握高壓防爆開關對保護的要求以及保護的配置方法 2．掌握有關高壓防爆開關保護的原理，實現(xiàn)和整定方法。 3．掌握微機保護的基本原理、構成和設計方法。 4．完成高壓防爆開關微機保護的硬件設計。 5．完成所設計微機保護的電路圖和相關程序。 6、編寫設計論文 院長簽字：指導

以arm芯片stm32f103為控制核心,設計了一種基于rtos的高壓防爆開關智能綜合保護器方案。其外圍接口電路簡單,集測量、控制、保護、通信功能于一體,移植嵌入式實時操作系統(tǒng)uc/os-ii,提高了系統(tǒng)的實時性和保護動作的靈敏度,具有強大而友好的人機交互界面。

針對煤礦井下高壓供電系統(tǒng)中開關保護裝置可操作性、可靠性差,測量、通信等方面的問題,設計出一種基于winac的高壓防爆開關保護測控系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)設計以winacrtx為控制核心,運用profibus現(xiàn)場總線進行控制結構設計,軟件開發(fā)以西門子公司的組態(tài)軟件winccv6.0和step7v5.2為平臺,設計了友好的人機界面和防爆開關測控功能。結果表明,該測控系統(tǒng)的實時操作系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的實時性和保護動作的靈敏度,具有強大而友好的人機交互界面,實現(xiàn)了集測量、控制、保護、通信等功能。

針對煤礦高壓防爆開關綜合保護裝置主要存在的短路故障越級跳閘和漏電保護動作不準確的問題進行了深入的研究。提出了利用微機保護的通訊閉鎖功能來解決短路故障越級跳閘問題的新方法;針對煤礦電網(wǎng)中性點接地方式不同和消弧線圈控制方式的不同,提出了分別利用導納法、電導法和導納增量法的分類漏電保護原理來實現(xiàn)漏電保護。實驗和現(xiàn)場一年多的運行證明,利用上述原理設計的高壓防爆開關綜合保護裝置具有防止短路故障越級跳閘、漏電保護動作準確、適應性強等的特點,基本解決了現(xiàn)有保護存在的問題,具有較高的推廣價值。

針對早期的高壓防爆開關保護器存在難以精確整定保護定值和保護延時、保護實時性較差等問題,設計了一種智能高壓防爆開關綜合保護器;闡述了該保護器的組成及工作原理,詳細介紹了保護器的硬件和軟件設計,分析和研究了保護器在應用過程中出現(xiàn)的抗干擾問題,提出了有效的抗干擾措施。實際應用表明,該保護器動作正常,抗干擾性能較好。

中國礦業(yè)大學和兗州礦業(yè)(集團)有限責任公司根據(jù)礦井電網(wǎng)的實際工作環(huán)境。研究了干擾源及干擾信號特征,研究出集微機保護、測量、控制與通訊一體化的防爆開關微機保護測控系統(tǒng)。①實現(xiàn)短路、過流、接地、監(jiān)視線、過壓和欠壓等保護功能。裝

高壓真空防爆開關短路保護的改進

由于煤礦高壓電網(wǎng)中性點接地方式的改變,造成井下高壓防爆開關的漏電保護在應用中存在不少誤動和拒動現(xiàn)象,詳細分析了漏電故障時各開關所測零序分量的特征和造成原有漏電保護不準確的原因。提出了根據(jù)中性點接地方式的不同采用分類漏電保護的新方法,該方法構成的高壓綜合保護裝置通過實驗和運行表明,提高了漏電保護動作的準確性。

當前關于高壓綜合保護裝置的研究已經(jīng)取得一定成績,但在實踐中暴露出一系列的問題和不足,深入研究煤礦高壓防爆開關綜合保護裝置具有重要意義。文章介紹了一種新的短路保護及漏電保護方法,并闡述了具體的裝置設計方案,并通過實驗證實了裝置的實用性。

通過對目前煤礦井下使用的改造和新型的高壓真空防爆開關的短路保護進行分析和實驗，發(fā)現(xiàn)了它們所存在的問題，研制出一種新穎的短路保護改進電路，并簡要闡述其工作原理。

闡述了保護器的保護器功能、測量及電能質量監(jiān)測功能、事件記錄及故障錄波功能、人機交流以及顯示功能功能以及通訊功能后,又詳細闡述了保護器保護短路保護、絕緣監(jiān)視保護、選擇性漏電保護以及過壓、欠壓保護的相關原理,為生產(chǎn)實踐打好了良好基礎.

本文闡述了保護器的功能、測量及電能質量監(jiān)測功能、事件記錄及故障錄波功能、人機交流功能、顯示功能以及通訊功能后,又詳細闡述了保護器保護短路保護、絕緣監(jiān)視保護、選擇性漏電保護以及過壓、欠壓保護的相關原理,為生產(chǎn)實踐打下了良好基礎。

微機控制高壓防爆開關綜合保護裝置及傳感器

從硬件結構、基本功能等方面介紹了礦用高壓防爆開關微機保護裝置的現(xiàn)狀；指出礦用高壓防爆開關微機保護裝置存在缺乏統(tǒng)一的標準、選擇性漏電保護準確率低、防越級跳閘性能不全面、缺乏故障診斷功能、通信可靠性差等問題；提出了礦用高壓防爆開關微機保護裝置的發(fā)展趨勢,包括技術標準統(tǒng)一、多判據(jù)融合的選擇性漏電保護、基于智能變電站的防越級跳閘、礦用高壓防爆開關故障診斷、多種通信方式組合等。

對于煤礦企業(yè)來說，煤礦井下供電電網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)故障，特別是因短路和雷電過電壓等因素引起井下供電系統(tǒng)內母線電壓瞬時失壓而造成煤礦井下的供電系統(tǒng)中斷，主扇停風等事故的發(fā)生。本文針對這類現(xiàn)象，重點研究失壓保護誤發(fā)生動作的原因及如何準確區(qū)別母線失壓和電壓波動的重要技術策略，重點實現(xiàn)高保開關失壓保護，確保煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

以arm嵌入式微控制器為核心部分設計了高壓防爆開關保護裝置。該裝置具有多機并聯(lián)運行和各個開關分工協(xié)同特點,安全保護性能優(yōu)越,能夠有效保障煤礦井下的安全作業(yè)。

完好標準檢查方法評分標準標準分 1、新設備具有“三證一標志”，資料齊全，有驗收記錄。 2、修復設備有檢修驗收記錄，有專人驗收記錄。 2、有整定計算資料（整定通知單），整定正確。 4、有防爆檢查員簽發(fā)的入井證。 1、緊固用的螺栓、螺母、墊圈齊全緊固無銹蝕?，F(xiàn)場檢查 2、同一部位的螺母、螺栓規(guī)格一致。平墊、彈墊規(guī)格與螺栓直徑符合，有防松裝置?，F(xiàn)場檢查 3、螺栓緊固螺紋應露出1－3個螺距?，F(xiàn)場檢查 4、外殼無變形，無開焊，無銹蝕，托架無嚴重變形；表面清潔無油垢?，F(xiàn)場檢查 5、操作手柄位置正確，板動靈活，與操作軸連接牢固，無虛動作。現(xiàn)場檢查 6、接地螺栓、接地線完整齊全，接地標志明顯，有定期內外接地電阻試驗記錄?，F(xiàn)場檢查 查閱資料 7、不用的接線嘴用與法蘭盤厚度相適應、表面粗糙度不大于6.3um的鋼板封堵。現(xiàn)場檢查 8、各種儀表完好，指示清晰準確。現(xiàn)場檢查 符合《電氣設

針對目前井下高壓環(huán)境下溫度監(jiān)測較難的現(xiàn)狀,設計了一種基于無線通信的高壓防爆開關觸頭溫度監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)以nrf24l01為溫度傳感器的射頻傳輸芯片,以atmega88和cc2430為微控制器設計防爆開關內外的傳輸節(jié)點,給出了系統(tǒng)的硬件設計和軟件流程。高壓防爆開關觸頭溫度監(jiān)測系統(tǒng)在某額定電壓10kv、額定電流630a高壓開關柜實際運行顯示表明,系統(tǒng)抗干擾能力強、溫度監(jiān)測準確、可靠,滿足高壓開關柜溫度監(jiān)測要求。

高壓真空防爆開關綜合保護器電路淺析宋恩宏，王增元（通化礦務局科研所）目前煤礦井下用的高壓防爆開關多為ｐｂ２、ｐｂ３型開關，其油斷路器將逐步被新型的ｂｇｐ—６（１０）型防爆真空開關所取代。由于高壓防爆真空開關均按國家專業(yè)標準ｚｂｋ３５００６—８９的要求...

介紹了一種煤礦井下高壓防爆開關觸頭的無線測溫保護裝置實現(xiàn)的設計思路、原理和具體的設計過程。

防爆開關完好標準 1、隔爆外殼 隔爆外殼應清潔，完整無損，并有清晰的防爆標志，有下列情況之一 者即為失爆。 （1）外殼有裂紋，開焊，嚴重變形的為失爆。（注嚴重變形指變形長 度超過50mm，同時深度凸凹深度超過5mm者） (2)防爆殼內外有銹皮脫落（銹皮厚度達到02mm）為失爆。 (3)隔爆室的觀察窗口的透明板松動，破裂或使用普通玻璃的為失爆。 (4)隔爆設備隔爆腔之間嚴禁直接貫通，去掉防爆設備接線盒內隔爆 絕緣座為失爆。 (5)開關銘牌、煤安標志、防爆標志及各個按鈕說明應齊全，否則為 不完好。 2、用螺絲固定的隔爆面，有下列情況之一者為失爆： (1)缺螺絲或彈簧墊圈者； (2)彈簧墊圈未壓平或螺絲松動； (3)螺絲或螺孔滑扣者，但換同徑長螺絲加螺母緊固者除外。 （4）彈簧墊的規(guī)格須與螺絲相適應，偶而出現(xiàn)個別彈簧墊斷裂或失去 彈性時，檢查該處防爆間隙，若不超限，更換

煤礦井下高壓防爆開關內所使用的控制器是開關內部的一個核心裝置,是開關柜工作的指揮機構,但同時也是開關柜內相對薄弱的一個裝置,特別是在井下供電電網(wǎng)波動比較大的工作環(huán)境下,容易出現(xiàn)故障而影響整個井下供電系統(tǒng)的安全,在總結和分析各類控制器的電路結構、工作原理的基礎上,提出對控制器進行改進設計,而且通過實際試運行,效果良好。