礦用高壓開關(guān)微機綜合保護若干問題的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著煤礦生產(chǎn)機械化、自動化程度的不斷提高，井下供電容量不斷增大、電網(wǎng)電壓不斷提高，高壓供電距離的不斷增加，對煤礦井下供電系統(tǒng)可靠性、安全性和連續(xù)性的要求也越來越高。礦用隔爆高壓饋電開關(guān)作為煤礦井下高壓供電系統(tǒng)終端線路的主保護，對于電纜和變壓器發(fā)生短路、過流、漏電和電纜損壞等故障起保護作用，從而保證其控制的整個高壓線路的供電安全。
　　 但伴隨著生產(chǎn)的飛速發(fā)展，安全與生產(chǎn)的矛盾日益突出?，F(xiàn)有的技術(shù)裝備已不能滿足安全生產(chǎn)的要求，尤其

2、是不能滿足數(shù)字時代安全的要求。煤礦安全生產(chǎn)迫切要求更加可靠、靈敏、準(zhǔn)確和安全的數(shù)字化產(chǎn)品裝備。本文以此為背景，針對礦用高壓開關(guān)綜合保護研發(fā)中涉及到的若干問題進行了深入的研究。綜合全文，論文工作取得了一些成果，對于進一步提升保護系統(tǒng)的性能，提高煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)的安全性和供電自動化具有重要現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。主要工作如下：
　　 對微機保護常用的算法進行了研究，重點針對電力系統(tǒng)故障時故障電流和電壓所表現(xiàn)出的特征，提出了一種新的傅立葉

3、改進算法，并對新算法的性能進行了多方面的仿真研究，理論分析和仿真結(jié)果表明：該算法可以很好的抑制故障信號中的衰減非周期分量，求出的幅值和相位具有較高的計算精度，為在繼電保護中進行幅值和相位比較提供了依據(jù)。
　　 煤礦井下環(huán)境惡劣，信號容易受到各種干擾，因此需要對現(xiàn)場采集的各種信號進行預(yù)處理。本文提出了基于融合策略的改進粒子群算法，并運用于數(shù)字低通和帶阻FIR濾波器的優(yōu)化設(shè)計，仿真結(jié)果表明了算法的有效性，為系統(tǒng)保護信號的處理提供了一

4、種新的方法。
　　 技術(shù)進步以及故障錄波信息網(wǎng)的建立使大量故障暫態(tài)信息的利用成為可能，也為供電系統(tǒng)故障診斷提供了新的信息源——故障后電流、電壓等暫態(tài)電氣量。針對這些電氣量隱含的故障特征，提出基于小波包特征提取的BP-PSO神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，仿真結(jié)果驗證了方法的有效性，對實現(xiàn)事故情況下科學(xué)調(diào)度、盡快排除故障、保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行具有重要現(xiàn)實意義。
　　 充分利用單片機豐富的位操作指令，提出一種按鍵狀態(tài)識別算法并

5、編制了程序，使用效果良好，可以有效防止由于按鍵的抖動而造成的誤判。
　　 完成了保護系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)。首先用所設(shè)計的FIR低通和帶阻數(shù)字濾波器用于對采集的信號進行預(yù)處理，得到滿足算法要求電信號的諧波分量，之后通過運用改進傅氏算法實現(xiàn)了用于三相短路的“相敏保護”功能和用于選擇性漏電的“基于零序電壓電流五次諧波比相的漏電保護”功能，有效簡化了硬件電路設(shè)計，使系統(tǒng)整體性能達到最優(yōu)。
　　 最后給出了保護系統(tǒng)在某礦井的實際應(yīng)用效