矿井供电系统综合选择性漏电保护装置的设计

发布时间：2017-08-03 14:04

  本文关键词：矿井供电系统综合选择性漏电保护装置的设计

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【摘要】：矿井下电网一般采用中性点不接地系统(NUS),漏电保护是关系井下安全的重要因素之一。本文在对井下电网漏电稳态和暂态理论分析的基础上,通过对比现有漏电保护方法的优缺点,找出了一种基于暂稳态信息两级融合算法的选择性漏电保护方法。融合选线方法分为三步:第一步是用db5小波分析零序电流暂态波形,分解层数为10,各支路d8波形信息量大,通过信号距离法计算出各支路d8波形的信号差异程度,转化为[0,1]之间的概率事件,不作为独立判据;第二步基于模糊理论融合,选择稳态判据三种选线方法:零序基波幅值法、零序基波相位法、零序无功功率法,构建了各判据的故障测度,区间在[0,1],进行一级融合选线,若选线充分,直接执行漏电保护动作,若选线不充分,进入第三步;第三步运用D-S证据理论法,把母线和各支路构建成选线目标的识别框架,建立暂态和稳态选线判据的基本信度分配函数,实现各信息的融合,进行二级融合选线。通过仿真验证,此选线判据适用于金属性、高阻性、电弧等多种故障类型,同时不受漏电角的影响,另外模拟其中一种判据失效时,仍然可以正确选线。基于暂稳态信息融合选线算法,设计了一种以DSP为控制核心的漏电保护装置样机。详细的介绍了样机的软硬件设计,采用DMT80480T070_15WT、7寸迪文DGUS屏,通过DGUS软件进行操作界面的设计。又加入了绝缘电阻值的检测,可实现漏电闭锁功能。最后,在实验室搭建了模拟矿井电网漏电实验平台,通过改变不同的漏电电阻,进行电网绝缘电阻值的检测,把实验值与理论值对比,误差≤3%。设置不同的支路数、不同的漏电支路,进行多次验证样机的可行性。通过仿真数据表明,融合后故障支路的基本信度分配函数比单一判据增加约5%至20%,而其非故障支路的明显降低,验证了此算法的可靠性,另外动作时间控制在0.05s内,可以实现快速保护。
【关键词】：矿井电网 选择性漏电保护 信息融合算法 DSP 绝缘电阻值
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD611.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 选题背景及研究意义9-10
• 1.1.1 选题背景9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 国内外的研究现状及发展趋势10-13
• 1.2.1 国内外研究现状10-11
• 1.2.2 现有漏电保护选线方法分析及对比11-13
• 1.2.3 漏电保护发展趋势13
• 1.3 单相接地故障选线的难点13-14
• 1.4 本文的主要研究内容14-15
• 2 矿井供电系统漏电故障特性分析及仿真15-30
• 2.1 引言15
• 2.2 单相接地故障稳态特征分析15-19
• 2.2.1 井下供电系统15-16
• 2.2.2 数学模型的建立16-18
• 2.2.3 NUS系统单相漏电稳态特征量的变化规律18-19
• 2.3 单相接地故障暂态特征分析19-21
• 2.3.1 数学模型的建立19-20
• 2.3.2 NUS系统单相漏电暂态特征量的变化规律20-21
• 2.4 矿井NUS系统漏电仿真分析21-29
• 2.4.1 三相电压22
• 2.4.2 零序电压22-23
• 2.4.3 零序电流23-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 基于暂稳态信息融合的故障选线方法及仿真30-59
• 3.1 引言30-31
• 3.2 暂态量基本信任函数的构建31-36
• 3.2.1 小波变换算法的基本概念31-34
• 3.2.2 信号距离法34-36
• 3.2.3 基于暂态量信号距离法在选线保护的优缺点36
• 3.3 稳态量基本信任函数的构建36-40
• 3.3.1 模糊融合的构建36-37
• 3.3.2 基于模糊理论的稳态量选线方法的融合37-40
• 3.4 基于D-S证据法的暂稳态量综合选线方法40-42
• 3.4.1 辨识框架的确定40
• 3.4.2 基本信度分配函数（bpa）40-41
• 3.4.3 证据融合41
• 3.4.4 信息融合选线算法步骤41-42
• 3.5 仿真验证42-57
• 3.5.1 暂态漏电判据的仿真42-48
• 3.5.2 稳态漏电判据的仿真48-51
• 3.5.3 融合算法判据的仿真51-57
• 3.6 本章小结57-59
• 4 漏电保护装置的软硬件设计59-70
• 4.1 引言59
• 4.2 漏电保护装置硬件的设计59-64
• 4.2.1 漏电保护系统总体结构图59
• 4.2.2 核心控制器的选择59-60
• 4.2.3 电源模块的设计60
• 4.2.4 采样模块的设计60-63
• 4.2.5 通信模块的设计63-64
• 4.2.6 输出驱动模块的设计64
• 4.3 系统软件的设计64-67
• 4.3.1 DSP选线算法的设计64-66
• 4.3.2 DWIN屏子程序的设计66-67
• 4.4 可靠性分析67-68
• 4.4.1 硬件部分分析67-68
• 4.4.2 软件部分分析68
• 4.5 本章小结68-70
• 5 实验平台的搭建及验证结果70-74
• 5.1 矿井模拟电网实验平台70-71
• 5.2 实验结果71-73
• 5.3 本章小结73-74
• 6 结论与展望74-76
• 6.1 结论74-75
• 6.2 展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 附录 180-81
• 附录 281

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵建文;李科;随晓娜;李鹤;何涛;张森林;朱静;;矿井电网漏电保护新方法[J];工矿自动化;2016年02期

2 张继华;邓文达;;基于模糊理论的井下配电网防越级跳闸保护算法[J];测控技术;2016年01期

3 高海涛;;小电流接地系统零序功率方向选线技术的研究及应用[J];自动化应用;2015年11期

4 高超;王永立;王东峰;赵思博;殷凡姣;顾强;;矿用漏电闭锁装置的设计[J];煤矿机械;2015年07期

5 张国军;韩静静;任荣;田永锋;;多判据融合小电流单相接地故障选线方法研究与实验[J];电工电能新技术;2015年04期

6 周杨s，

本文编号：614702