毕业设计--基于 Intel80Cl96 K B 单片机控制的6 k V 爆开关综合保护系统

1、摘 要 煤矿井下 6 k V 电网防爆开关是矿井供电系统的关键设备， 它负责向工作面和掘进面的工机械提供电能。长期以来现场所使 用的这种开关载流能力小、保护简单、故障率高，直接影矿井供 电的可靠性、安全性和连续性，因此研究高性能的 6 k V 防爆开 关综合保护系统对提高供电质量、保障人身安全，完善电网保护 不仅具有重要的现实意义而且具有较高的经济价值。 本文深入系统地研究了基于 Intel80Cl96 K B 单片机控制 的 6 k V 爆开关综合保护系统，主要内容如下: 针对大型及特大型矿井供电系统中性点普遍采用消弧线圈 接地方式的现状，回顾了国内外矿用高压防爆开关保护系统的发 展历史，分

2、析了目前国内高压馈电开关保护系统所存在的问题， 提出了“ 基于零序电压基波启动，五次谐波功率方向比较”的选 择性漏电保护原理，设计了相应的五次谐波提取电路和功率方向 鉴别电路。实验结果表明:该保护原理不仅适用于中性点绝缘的供 电系统，而且适用于中性点经消弧线圈接地的供电系统，提高了 选择性漏电的动作可靠性，保证了动作值的稳定性。 通过分析 6 k V 电缆绝缘监视保护的特点， 提出了在高压 电缆监视线与接地线之间附加直流电源并利用 V / F 转换实现监 视保护的新方法，设计了相应的电路。实验证明:该方法可有效地 检测电缆的绝缘状祝，并实现了电缆短路故障时的超前切断功能。 以 8 O C 1

3、9 6 K B 单片机为中央控制单元，设计了一种新 型智能化高压开关综合保护系统。该系统能自动判断短路、过载、 过压、 欠压 漏电等故障， 并对高压电缆的绝缘水平进行实时监测， 大屏幕液晶显示器实现了电网参数的轮流显示， 通过拨码盘输入 系统各项整定参数，真正实现了保护系统数字化。 综合保护系统直接对传感器二次交流信号高速采样，利用傅 立叶算法获取所需电压、电流等参数， 然后对需控量进行监视、 分析、统计和判断，从而使可信度、可靠性得到保障。 本文分析了工业生产环境存在的千扰源及所产生干扰信号 的特征，针对不同特征的干扰信号，制定了相应的硬件、软件防 治措施.该测控系统性能稳定，动作可靠，且易

4、于操作，具有传统 保护系统无法比拟的实用性和可靠性。 关键词: 综合保护 微机控制 高压防爆开关 高压电网 选择性漏电保护 ABSTRACT The high-voltage flameproof switchgear is a key apparatus for 6kV-power Supply system in underground mines. The switchgear is used for supplying Power energy to HV working machinery or next IV distribution station in coalface. However , there have been many disadvantages with the HV flameproof switchgear widely used in underground for long time , such as smaller breaking capacity ,simpler protection system and higher fault