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煤矿井下供电设备监控系统设计及实现

作　者: 李其源
导　师: 向艳萍；闫广
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 供电系统继电保护变电站
分类号: TM921.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 201次
引　用: 1次
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内容摘要

本文针对煤矿井下特殊环境中电力运行的实际情况,结合以太网通讯技术、继电保护理论、数字化集成电路技术的设计思想,给出了煤矿井下供电设备监控系统设计方案及实现方法。目前煤矿井下现有供电设备经常无故障误跳电、有故障没发现、停电后无法及时送电等现象。供电系统的不稳定和电气设备故障(如局扇故障、无计划停电、开关故障、电缆故障等)造成局扇停电,不能及时发现,使采掘工作面瓦斯超限和积聚,随时会引发的恶性事故。另外井下电网传统继电保护在事故预警、保护控制方面技术落后,普遍存在越级跳闸、电压波动引起的大面积停电、漏电保护不可靠、不能及时预警绝缘降低、保护拒动和误动现象;故障无法迅速定位,靠二次故障进行故障定位;保护器功能单一,测量保护精度差,无法实现上下级变电所保护紧密配合。本文通过对国内外矿井保护技术及数字信号处理(DSP)技术的研究,结合煤矿供电系统现状,提出了符合现场实际的煤矿井下供电设备监控系统设计方案。该方案将系统从构成上分为设备层、变电层、通讯层、监控层四个层次,并就四个层次的设备、功能及特点进行了详细的描述。并着重介绍了保护原理和使用数字信号处理(DSP)技术的强大数据处理能力和高运行速度优越性,分别从保护单元、处理单元、通信单元及遥控方面的软硬件设计和数据采集、处理、传输的方式方法进行了论述。另外为保证系统的可靠性,选择了总线不引出芯片的CPU,使系统在稳定性、可靠性上,都占有一定的优势。通过对遥控合闸过程的实际操作描述,检验系统的运行状况是否与设计相符,实现煤矿井下供电设备监控系统具备遥测、遥信、遥调、遥控的四遥功能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章引言  9-13
  1.1 问题的提出及课题的意义  9-11
  1.2 国内外同类技术的发展概况  11-12
  1.3 本文主要研究的内容  12-13
第二章系统需求分析  13-16
  2.1 地面监控主站功能  13
  2.2 井下测控分站功能  13-14
  2.3 保护器功能  14
  2.4 其他功能  14-15
  2.5 本章小结  15-16
第三章系统总体设计  16-20
  3.1 系统的设计思想  16
  3.2 系统构成  16-17
  3.3 主要特点  17-18
  3.4 主要技术参数  18-19
  3.5 本章小结  19-20
第四章地面监控主站的设计及实现  20-26
  4.1 主站系统的设计规划  20
  4.2 主站系统的硬件构成  20-21
  4.3 主站系统的软件设计  21-25
  4.4 本章小结  25-26
第五章井下测控分站的设计及实现  26-35
  5.1 井下测控分站的用途  26
  5.2 井下测控分站的构成  26
  5.3 井下测控分站的主要功能  26-27
  5.4 主要特点  27
  5.5 主要技术参数  27-28
  5.6 软件设计方案  28-30
    5.6.1 框架规划  28-29
    5.6.2 重要公共数据区的开设  29
    5.6.3 公共数据区的开设  29-30
  5.7 软件设计实现  30-34
    5.7.1 数据结构  30-32
    5.7.2 应用软件  32
    5.7.3 软件实现流程  32-34
  5.8 本章小结  34-35
第六章矿井微机保护器的设计及实现  35-67
  6.1 主要设计原则  35
  6.2 总体技术要求  35-36
    6.2.1 测量精度  35
    6.2.2 保护整定范围  35-36
  6.3 理论算法  36-42
    6.3.1 电量测量算法  36-37
    6.3.2 继电保护算法  37-39
    6.3.3 遥信量防抖  39
    6.3.4 故障录波  39
    6.3.5 定值整定算法  39-41
    6.3.6 井下供电系统短路电流的计算方法  41-42
  6.4 硬件设计  42-49
    6.4.1 硬件设计原则  42-43
    6.4.2 硬件设计原理  43-49
  6.5 软件设计  49-56
    6.5.1 功能模块组成  49-50
    6.5.2 微机保护软件设计  50-56
  6.6 报文说明  56-62
    6.6.1 技术参数  56
    6.6.2 数据传输优先级  56
    6.6.3 信息组织结构  56-57
    6.6.4 部分命令报文详解  57-62
  6.7 遥控器设计  62-64
    6.7.1 设计原因  62
    6.7.2 设计原理  62-64
  6.8 现场试验测试  64-66
    6.8.1 测试方案  64
    6.8.2 试验方法及措施  64-65
    6.8.3 试验测试结论  65-66
    6.8.4 系统验证  66
  6.9 本章小结  66-67
第七章结论与展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-71
攻研期间取得的研究成果  71-72
修改提纲  72-74

煤矿井下供电设备监控系统设计及实现

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