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3.3kV智能化组合磁力控制站综合保护系统的研究

宋爱  
【摘要】:本文所研究的内容是山西省重点科技攻关项目“基于PLC控制的3.3kV八组合矿用磁力控制站测控系统的研究”(NO.031116)中保护系统的主要内容。3.3kV供电系统是90年代以后从国外引进的,采用3.3kV供电系统后极大地提高了煤矿井下的生产效率,形成了“一矿一井一面”的生产模式,这正是我国未来煤炭生产的发展趋势。然而由于我国在这方面的研究起步较晚,目前3.3kV系统的供配电设备全部依赖进口。从国外进口设备不但价格昂贵,而且配件供货周期长,严重制约着3.3kV高产高效工作面在我国煤炭行业的普及和发展。因此研究3.3kV组合磁力控制站不仅具有重大的经济意义,而且对于实现产品的国产化具有重要的现实意义。 本文深入系统地研究了组合磁力控制站的保护系统,具体内容如下: 首先介绍了3.3kV供电系统在国内外煤矿井下的应用和发展,阐述了研究该保护系统的必要性和紧迫性,通过对现有技术条件和国内对3.3kV供电系统的研究现状分析,论证了研究3.3kV组合磁力控制站的可行性,并根据现场的实际要求,提出了整个保护系统的性能指标、保护功能和技术要求,制定了相应的控制策略和控制方法。 根据3.3kV供电系统的运行特点及被控电动机的起动要求,分析了在实际运行过程中可能发生的故障的原因,以及故障发生后的电气特性,根据不同的电气特性设计了相应的保护电路,并制定了相应的技术指标。系统中所设置的保护主要有:漏电闭锁、漏电保护、短路保护、过载保护、两相短路保护、断相保护和电压保护。实验结果证明本文所设计的保护原理可行、性能稳定、动作可靠、灵敏度高。 太原理_卜人学硕f:学位论文 通过采用多CPU协同控制的模式,有效地提高了整个系 统工作的实时性,各CPU之间通过串行口进行通讯,文l一},设 计了各CPU之间的通讯接口电路。针对井下的特殊环境,在 操作人员和测控系统之间建立了良好的人机界面,采用先进的 CPLD大规模逻辑器件实现额定参数的设定。实验表明,本文 所设计的控制系统实时性高,通讯电路工作可靠,参数整定方 便、准确。 针对井下工作环境恶劣、干扰信号强的特点,分析了干扰 源以及干扰信号的特性,提出了硬件、软件相结合的抗干扰措 施。通过这些措施的有效应用,使得整个系统具有较高的可靠 ‘吐。 本文所设计的综合保护系统在智能电器实验室进行了初步 试验,试验结果表明:系统集八路电动机的各种保护、控制功 能于一体,采用多CPU协同工作模式,使整个系统运行稳 定,动作可靠,操作方便。彩色显示单元为整个系统提供了全 新的显示界面,预计产品投入生产后将具有广阔的应用前景。


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