低压馈电开关智能保护器的研制

发布时间：2017-09-08 04:20

  本文关键词：低压馈电开关智能保护器的研制

  更多相关文章： 馈电开关 保护器 AVR atmega128 双零序 多相位 可靠性 灵敏性

【摘要】：低压馈电开关主要使用在井下供电系统,智能保护器是开关的核心部件。保护器对许多外部采集来的信息进行分析处理,从而决定开关的分闸与合闸。保护器的发展从非智能向智能化发展,但是可靠性和灵敏性还达不到要求,时常发生误动作或者拒动作,给煤矿安全生产带来隐患。随着煤矿井下机械化、智能化、现代化的发展,电压等级的提高和供电距离的增加,对智能保护器的性能也提出了更高的要求。本文首先详细阐述了智能保护器的发展趋势和国内外研究动态,深入了解了低压馈电开关智能保护器的几种保护原理,如附加直流的漏电保护,过载,选择性漏电保护,相敏保护,过压及欠压保护等,提出了使用两块AVR atmegal28单片机来有效地实现智能保护器的所有功能。一块单片机负责对外部数据的采集,另一块负责对采集来的数据进行显示,两块单片机通过串口进行通信。由于电缆分布电容变大,导致传统的选择性漏电保护失去作用,由此研究了一种新的选择性漏电保护原理—双零序检测法；由于普遍使用的相敏保护存在保护死区,由此在相敏保护基础上研究了一种新的短路保护检测方法一多相位检测法。其次给出了智能保护器的硬件设计和软件设计,硬件设计主要详解了选择性漏电保护电路和短路保护电路的设计,同时提出了硬件和软件的防干扰措施。最后通过实验验证了双零序选择性漏电保护和多相位短路保护的可靠性和灵敏性,提高了井下的工作效率,给井下供电系统提供了保证。
【关键词】：馈电开关 保护器 AVR atmega128 双零序 多相位 可靠性 灵敏性
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD611.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-20
• 1.1 矿用低压馈电开关智能保护器的研究背景14-15
• 1.2 国内外的低压馈电开关研究动态与发展趋势15-17
• 1.2.1 国内研究动态15-16
• 1.2.2 国外研究动态16-17
• 1.2.3 低压馈电开关的发展趋势17
• 1.3 矿用智能保护器的基本要求17-18
• 1.4 本课题主要研究的内容18-20
• 2 矿用低压馈电开关的各种保护原理20-32
• 2.1 短路保护原理20-24
• 2.1.1 短路电流整定值计算20-22
• 2.1.2 相敏保护原理22-24
• 2.1.3 多相位检测法24
• 2.2 漏电保护原理24-29
• 2.2.1 附加直流漏电保护原理25
• 2.2.2 选择性漏电保护原理25-28
• 2.2.3 漏电闭锁和漏电保护动作值计算28-29
• 2.3 断相保护29
• 2.4 过载保护29-30
• 2.5 过压及欠压保护30
• 2.6 本章小结30-32
• 3 矿用低压馈电开关智能保护器的硬件设计32-48
• 3.1 硬件总体方案的设计32
• 3.2 保护模块ATMEGA_128单片机及外围电路设计32-45
• 3.2.1 电源模块设计32-33
• 3.2.2 系统晶振电路和复位电路33-34
• 3.2.3 开关量输入模块设计34
• 3.2.4 输入的模拟量信号采集模块设计34-38
• 3.2.5 漏电闭锁模块的设计38-40
• 3.2.6 选择性漏电保护模块的设计40-42
• 3.2.7 多相位保护模块的设计42-43
• 3.2.8 继电器输出电路的设计43-44
• 3.2.9 JTAG调试接口44-45
• 3.3 显示模块ATMEGA 128单片机及外围电路设计45-47
• 3.3.1 液晶显示模块设计45
• 3.3.2 实时时钟模块设计45-46
• 3.3.3 通信模块设计46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4 矿用低压馈电开关智能保护器的软件设计48-60
• 4.1 主控程序的设计48-49
• 4.2 参数显示程序设计49-53
• 4.3 故障检测及动作程序设计53-59
• 4.3.1 短路检测程序设计53
• 4.3.2 过载故障检测程序设计53-54
• 4.3.3 漏电闭锁和漏电保护动作程序设计54-55
• 4.3.4 断相检测程序设计55
• 4.3.5 欠压检测程序设计55-56
• 4.3.6 过压故障检测程序设计56-57
• 4.3.7 通信模块程序设计57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 智能保护器抗干扰设计60-64
• 5.1 干扰来源60
• 5.2 抗干扰措施60
• 5.3 硬件抗干扰设计60-61
• 5.3.1 电源抗干扰设计60-61
• 5.3.2 通信电路的抗干扰设计61
• 5.4 软件抗干扰设计61-62
• 5.4.1 软件防抖法61
• 5.4.2 CRC校验61-62
• 5.4.3 看门狗复位62
• 5.5 本章小结62-64
• 6 试验64-72
• 6.1 试验平台64-67
• 6.2 试验内容及数据分析67-72
• 6.2.1. 漏电闭锁试验67-68
• 6.2.2. 漏电保护试验68-69
• 6.2.3. 短路试验69-70
• 6.2.4 过载试验70-72
• 7 总结和展望72-74
• 参考文献74-76
• 致谢76-78
• 作者简介及读研期间主要科研成果78

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本文编号：811842