宋爱[1]2004年在《3.3kV智能化组合磁力控制站综合保护系统的研究》文中研究表明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。
池艾文[2]2004年在《基于多CPU控制的3.3kV组合磁力控制站测控系统的研究》文中指出本文的研究内容是山西省重大科技攻关项目“基于PLC控制的3.3kV八组合磁力控制站测控系统的研究”(NO．031116)中的主要内容。3.3kV供电的高产高效工作面建设已成为我国煤炭工业的发展方向，然而由于国内相关产业的相对滞后，目前我国煤矿井下3.3kV供配电设备全部依靠进口。设备配件供应周期长，价格昂贵是制约3.3kV供电技术普及的主要因素。因此研究和开发3.3kV组合磁力控制站测控系统具有重要的现实意义和重大的应用价值。 本文深入系统地研究了多CPU控制的3.3kV组合磁力控制站测控系统，主要内容如下： 首先介绍了真空组合磁力控制站的发展现状，阐述了开发3.3kV组合磁力控制站测控系统的必要性和紧迫性，提出了测控系统的性能指标、控制原则和技术要求，制定了测控系统的控制策略和控制方法。 针对综采工作面负荷的实际要求，提出了多CPU联合控制的总体方案，建立了单片机与PLC、PLC与PLC以及PLC与大屏幕彩色液晶显示屏之间的实时通讯系统。根据矿井生产安全要求，设计了性能优良的本质安全型先导电路，分析了电机的各种故障特征，提出了相应的保护措施，确立了故障保护的技术指标。 通过分析3.3kV电网漏电的故障特征，提出了井下3.3kV电网的漏电保护方案和保护动作值，并给出了井下电网进行高压太原理工大学硕士学位论文绝缘检测的技术方案。首次将可编程逻辑器件(CPLD)应用到井下电气设备中，设计了性能优良的额定参数读取电路。操作简单、性能优良的多功能试验电路，增强了系统工作的可靠性和安全性。 根据矿井电网的实际情况，分析了工业生产环境存在的干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、软件抗干扰措施。介绍了结构化程序的设计方法，设计了监控程序及各功能模块程序。其中重点阐述了测控系统的设计思想、硬件工作原理及软件框图。 本课题采用多个CPU作为主控单元:其中两个PLC分别负责单回路和双速双回路的控制和保护，单片机则主要负责整定值的读取和相敏保护。多CPU分时处理和采集相应电路的信号，有效地提高了保护动作的实时性和可靠性。 经实验室检验表明:该测控系统性能稳定，动作可靠，且易于操作，具有传统保护系统无法比拟的可靠性和先进性。
张继红[3]2004年在《基于PLC控制的3.3kV移动变电站测控系统的研究》文中认为3.3kV移动变电站是煤矿井下3.3kV供电系统的关键设备之一，担负着电能变换与传输的重要作用。由于传统移动变电站自身的固有缺陷，远不能满足现代化煤矿工作面高产高效运行的需要。因此研究智能型移动变电站综合测控系统对于提高供电质量、保障系统稳定运行，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PLC控制的移动变电站测控系统，主要内容如下： 针对我国煤矿井下移动变电站所装设电力变压器的运行现状，系统地分析了其故障原因，改进了传统变压器差动保护方法，有效躲过了变压器正常起动时的二次谐波电流，减少了保护误动现象，提高了动作可靠性。 在分析1140V供电系统传统漏电保护优缺点的基础上，针对3.3kV供电系统的特殊要求，确定了漏电动作值和闭锁值，设计了附加直流电源检测的漏电保护方案。它可准确检测叁相电网绝缘对称下降与不对称下降故障，保证了漏电动作电阻值的稳定性。 以PLC为中央控制单元，设计了新型智能化移动变电站测太原理工大学硕士学位论文控系统。该系统具有短路、过载、断相、过流，过压、以及过热等保护功能。通过大屏幕液晶显示器的设置，不仅能显示系统正常运行参数，而且可以显示故障原因及故障参数，缩短了判断和排除故障时间，提高了生产效率。 针对煤矿井下的特殊环境分析了所存在的干扰源及所产生干扰信号的电气特征，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，实验证明，这些抗干扰措施是有效的。 本文所研究的3.3kV移动变电站测控系统样机在实验室进行了模拟试验，测试其动作参数，检验了各种保护特性。结果表明:该测控系统性能稳定，动作可靠，显示准确，具有广阔的应用前景。
张军[4]2010年在《基于主从结构的3.3kV六组合开关测控系统的设计》文中研究表明本文研究的内容是国家科技支撑计划项目“煤炭安全高效开采智能组合电器关键技术”(2007BAB13B01)中的主要内容,是针对我国煤矿井下高产高效工作面电器控制技术智能化程度低、安全可靠性差、控制分散等问题提出的。随着高产高效工作面综采设备功率不断增大、工作电压不断提高,3.3kV工作电压等级已经得到广泛应用,对电气设备的可靠性和安全性提出了更高要求。目前,国内生产的以PLC为控制核心的3.3kV组合开关可靠性较高,在3.3kV电控设备国产化方面起到了积极的推动作用,但它只能进行直流采样,使得系统结构复杂、体积庞大、采样精度低并且实时性较差。国外已经开发出基于MCU的组合开关测控系统,大大提高了组合开关的性能,但进口设备价格昂贵、供货周期长、配件不易购买的局面制约着3.3kV高产高效工作面的进一步普及。因此,研究基于主从结构的3.3kV六组合开关具有重要的现实意义。随着微机控制技术的发展,出现了许多新型微控制器,其运算速度快,可靠性高,具有PLC无法比拟的优点。本文将MCU应用到3.3kV组合开关中,设计了基于多CPU主从结构的3.3kV组合开关测控系统。本系统中的上、下级子系统并列运行,分工明确。上级子系统以单片机为CPU,完成键盘输入整定、系统状态参数显示和通讯等人机对话功能。下级子系统以DSP为CPU,完成了数据采集、数据处理、故障判别和保护等功能。开发了实验样机,在样机系统上进行了性能测试,各项指标均达到了设计要求,满足综采工作面安全、可靠、高效生产的要求。主要研究内容如下：结合组合开关的国内外研究现状和发展趋势,制定了满足煤矿综采工作面负荷控制要求的组合开关总体方案,确定了系统技术指标,并选取了合适的主、从CPU及交流采样芯片分析了井下负荷和电网漏电故障、电流型故障以及电压型故障的产生原因及其电气特征,并提出了相应的保护方法,为系统保护功能的实现提供了依据。提出了基于闭锁型继电器的先导电路,完全克服了负荷自起动现象；设计了以高分辨率采样芯片CS5463为核心的交流采样系统,提高了测量的实时性和精度；选用XTR105温度-电流转换芯片设计的温度检测电路能有效克服铂电阻自身误差以及线路电阻引入的误差。提出了彩色液晶屏加4x4矩阵键盘的人机通道模式,设计了友好的人机交互界面,增强了可操作性,缩短了发现和排除故障的时间,提高了生产效率。根据系统要求,制定了上下级子系统之间以及上级子系统与液晶屏之间的通讯方式,实现了参量信息在测控系统内部的实时可靠传输。采用模块化程序设计方法,编写了上、下级子系统应用程序,方便了系统调试和开发,有效地缩短了程序的扫描周期,提高了系统运行效率。在实验室搭建了3.3kV组合开关测控系统实验平台,并进行了软、硬件联调。实验结果表明：该测控系统能够准确、快速、可靠地检测负荷及电网的各项故障,保护动作灵敏、可靠,人机交互性好,能够很好地满足煤矿井下安全生产的要求。
参考文献：
[1]. 3.3kV智能化组合磁力控制站综合保护系统的研究[D]. 宋爱. 太原理工大学. 2004
[2]. 基于多CPU控制的3.3kV组合磁力控制站测控系统的研究[D]. 池艾文. 太原理工大学. 2004
[3]. 基于PLC控制的3.3kV移动变电站测控系统的研究[D]. 张继红. 太原理工大学. 2004
[4]. 基于主从结构的3.3kV六组合开关测控系统的设计[D]. 张军. 太原理工大学. 2010