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煤矿井下供电网单相接地故障监控系统的研究

作　者: 宋琳霞
导　师: 贺洪江
学　校: 河北工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 单相接地故障供电网 DSP 数字信号处理
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
引　用: 1次
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内容摘要

我国的煤矿井下供电网大多数采用了小电流接地系统,该系统发生单相接地故障的概率很高。对于井下特殊的工作环境,如果发生了单相接地故障,必须及时地处理,避免故障扩大,影响整个供电系统的安全运行。长期以来,尽管很多学者进行了大量的研究,但是选线准确率达到100%的选线装置还不存在,并且适用于煤矿井下的小电流选线装置几乎没有,因此设计一套经济实用、符合煤矿特殊的供电环境并能快速准确地实现故障选线的装置,具有很大的适用价值。针对单相接地故障监控系统快速性和准确性的要求,本课题是以TI公司的高速数字信号处理器DSP作为系统数据采集和数据处理的主控制器。本装置主要包括两大模块,即数据采集模块和数据处理模块。数据采集模块主要是用高速A/D与DSP实现对故障特征量的采集,采集的数据通过CAN总线通信接口上传到数据处理模块的主控制器进行计算处理,实现故障选线,通过液晶显示出故障信息,同时发出报警信号。在选线算法上,该装置采用了多重选线的方法,从而提高了选线快速性和准确性。在电气防爆设计中,提出了许多可行的措施。在现有的实验室条件下,借助于搭建的硬件系统平台,完成了软件算法的编写和调试。最后,提出了下一步研究工作的重点。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-18
  1.1 课题研究的背景及意义  11-13
  1.2 国内外发展概况  13-16
    1.2.1 国外发展概况  13-14
    1.2.2 国内发展概况  14-16
  1.3 本文研究内容  16
  1.4 本文主要内容安排  16-18
第2章小电流接地系统单相接地故障特征分析和算法的研究  18-30
  2.1 小电流接地系统单相接地故障的稳态过程分析  18-23
    2.1.1 中性点不接地系统故障稳态特征分析  19-21
    2.1.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地稳态故障分析  21-23
  2.2 小电流接地系统单相接地故障的暂态分析  23-25
  2.3 小电流接地系统单相接地选线算法的研究  25-28
  2.4 本系统所采用的选线方法  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章小电流接地系统单相接地故障监控系统硬件设计  30-52
  3.1 故障监控系统功能分析  30
  3.2 核心数字信号处理器的选择  30-31
  3.3 选线装置硬件系统的总体设计  31-33
  3.4 模拟量采集模块  33-40
    3.4.1 电流和电压输入模块  33-34
    3.4.2 信号调理模块  34-37
    3.4.3 A/D 转换电路  37-40
  3.5 主控制器模块设计  40-43
    3.5.1 数字信号处理器(TMS320F2812)  40-41
    3.5.2 外扩存储器  41-42
    3.5.3 复位电路  42
    3.5.4 实时时钟电路  42-43
    3.5.5 看门狗电路  43
    3.5.6 JTAG 调试电路  43
  3.6 开关量输入输出模块设计  43-45
    3.6.1 开关量输入  44
    3.6.2 开关量输出  44-45
  3.7 键盘及LED 显示电路设计  45-46
    3.7.1 键盘电路  45-46
    3.7.2 LED 显示电路  46
  3.8 液晶显示模块电路设计  46-48
    3.8.1 显示驱动模块的处理器  47
    3.8.2 液晶接口电路  47-48
    3.8.3 硬时钟接口电路  48
  3.9 电源模块电路的设计  48-49
  3.10 串行通信模块设计  49-51
    3.10.1 RS-232 通信模块设计  49-50
    3.10.2 CAN 通信模块设计  50-51
  3.11 防爆方案的设计  51
  3.12 本章小结  51-52
第4章故障监控系统软件设计  52-63
  4.1 TMS320F2812 软件开发  52-54
    4.1.1 TMS320F2812 软件开发环境介绍  52-53
    4.1.2 使用C 语言开发DSP 程序的流程  53-54
  4.2 系统的软件实现  54-61
    4.2.1 数据采集模块软件设计  54-55
    4.2.2 CAN 通信软件设计  55-56
    4.2.3 故障选线软件设计  56-61
    4.2.4 人机接口的软件实现  61
  4.3 选线装置的抗干扰设计  61-62
  4.4 本章小结  62-63
第5章系统调试及程序烧写  63-67
  5.1 系统硬件调试  63
  5.2 系统软件调试  63-64
  5.3 系统综合调试  64-66
    5.3.1 DSP 程序烧写和Boot Loader  64
    5.3.2 本系统的测试  64-66
  5.4 本章小结  66-67
结论  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
附录  74-80
作者简介  80
攻读硕士学位期间发表的论文  80-81

煤矿井下供电网单相接地故障监控系统的研究

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