礦用高壓真空配電裝置故障檢測(cè)及特征提取方法的研究.pdf

1、本課題是國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“礦井通風(fēng)及供電系統(tǒng)安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷預(yù)警系統(tǒng)”(項(xiàng)目編號(hào):2007BAK29B05)子課題“礦用高壓配電裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)警系統(tǒng)的研究”的延續(xù)，是針對(duì)目前礦用高壓真空配電裝置缺乏全面、有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷，以致于無法預(yù)測(cè)電氣故障并及時(shí)排除隱患這一問題提出的。
　　隨著大采高綜采工作面生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)總裝機(jī)功率不斷增大，越來越多的煤礦井下采用10kV電壓直接供電，隨

2、著電壓等級(jí)的提升，給煤礦井下供電系統(tǒng)帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。礦用高壓真空配電裝置作為礦井?dāng)?shù)量最多的高壓電氣設(shè)備之一，其整體性能和運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到煤礦井下供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。但是，由于礦用高壓真空配電裝置所處環(huán)境惡劣，負(fù)荷變動(dòng)大，缺乏對(duì)自身的參數(shù)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)評(píng)估，只能依靠傳統(tǒng)的計(jì)劃?rùn)z修來保證其運(yùn)行正常，然而礦用高壓真空配電裝置在運(yùn)行期間因自身故障導(dǎo)致的煤礦安全事故頻頻發(fā)生，是煤礦供電系統(tǒng)的重大安全隱患。由此可見，研究礦用高壓真空配電

3、裝置故障檢測(cè)方法對(duì)煤礦安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)效益具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　針對(duì)當(dāng)前礦用高壓真空配電裝置存在的問題，本文就其狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障檢測(cè)方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和查閱資料的基礎(chǔ)上，研究了高壓真空配電裝置的常見故障，分析了各故障特征，確定了礦用高壓真空配電裝置運(yùn)行狀態(tài)和各種故障的檢測(cè)參量，包括真空斷路器的振動(dòng)信號(hào)及動(dòng)作信號(hào)、二次回路分合閘線圈電流及儲(chǔ)能電容電壓、三相觸頭電流、真空滅弧室真空度、

4、隔離觸頭溫度。針對(duì)各故障特征參量的特點(diǎn)，分析了目前高壓真空配電裝置故障檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了本系統(tǒng)各故障特征參量的在線提取方法，選取了相應(yīng)的傳感器及安裝位置。
　　針對(duì)故障檢測(cè)技術(shù)要求，提出了礦用高壓真空配電裝置故障檢測(cè)系統(tǒng)的整體方案，設(shè)計(jì)了高壓側(cè)無線檢測(cè)子電路和低壓側(cè)檢測(cè)系統(tǒng)主電路，其CPU分別為C8051F020單片機(jī)和TMS320F2812DSP芯片，通過nRF905無線通訊模塊實(shí)現(xiàn)了高低壓檢測(cè)隔離。自主設(shè)計(jì)研制了一種紅外

5、溫度傳感器和一種真空度傳感器，提出了一種溫度補(bǔ)償方法，滿足了高壓側(cè)的隔離觸頭溫度和真空滅弧室真空度檢測(cè)要求。
　　在硬件電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)軟件設(shè)計(jì)原則和技術(shù)要求，編制了下位機(jī)應(yīng)用程序，主要包括數(shù)據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)處理程序和通訊程序。數(shù)據(jù)采集程序?qū)崿F(xiàn)了分合閘時(shí)期的快速采集和運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理程序?qū)崿F(xiàn)了溫度補(bǔ)償運(yùn)算、信號(hào)濾波和短時(shí)能量運(yùn)算，通訊程序制定了nRF905無線通訊協(xié)議和RS-485主通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了各模塊的數(shù)據(jù)傳輸