基于主從結構的3.3kv六組合開關測控系統(tǒng)的設計

1、太原 理 1_大 學碩 十研 究 生 學位 論 文基 于 主從 結 構 的 3. 3kV 六 組 合 開 關 測 控 系統(tǒng) 的設 計摘 要本 文研 究 的 內容 是 國家科 技 支 撐 計 劃 項 目 “ 煤 炭 安全 高效 開 采 智 能 組合 電器 關鍵技 術 ”(ZOO7B A B13B O I) 中 的主要 內容 ，是 針對 我 國煤 礦 井 下高產 高 效 工作 面 電器控 制 技 術 智 能化 程 度 低 、安 全 可靠 性

2、 差 、控 制 分 散 等問題 提 出 的 。隨著 高 產 高 效 工 作 面 綜 采 設 備 功 率 不 斷增 大 、工 作 電壓 不 斷提 高 ，3. 3k V 工 作 電壓 等 級 已經 得 到廣 泛 應 用 ，對 電氣 設備 的可靠 性 和 安全性 提 出 了更 高 要 求 。 目前 ， 國 內生產 的 以 P L C 為控 制 核 心 的 3. 3k V 組 合 開關 可 靠 性較 高 ，在 3. 3kV 電控 設 備 國產

3、化 方 面起 到 了積 極 的推 動 作 用 ，但它 只 能進 行 直 流 采 樣 ，使 得 系 統(tǒng) 結 構 復 雜 、體 積 龐 大 、采 樣 精 度 低 并 且 實時性 較 差 。國外 己經 開 發(fā) 出基 于 M C U 的組 合 開 關 測 控 系 統(tǒng) ，大 大 提 高 了組合 開 關 的性 能 ，但 進 口設 備價 格 昂貴 、供 貨 周 期 長 、配 件 不 易購 買 的 局 面制約著 3. 3kV 高廣 二 高 效工 作面

4、的進 一步普 及 。因此 ，研 究基 于主 從 結 構 的3. 3k V 六 組合 開 關 具有 重 要 的現 實 意 義 。隨著微機 控 制 技術 的發(fā)展 ，出現 了許 多新 型微 控 制 器 ，其運 算 速 度 快 ，可靠 性 高 ，具 有 P L C 無 法 比擬 的優(yōu) 點 。本 文 將 M C U 應 用 到 3. 3k V 組 合 開關 中 ，設計 了基 于多 C PU 主 從 結 構 的 3. 3kV 組 合 開 關測 控

5、系 統(tǒng) 。本 系 統(tǒng) 中的上 、下級 子 系統(tǒng) 井 列運 行 ，分 工 明確 。上 級 子 系 統(tǒng) 以單 片機 為 C P U ，完成 鍵 盤 輸 入 整 定 、系 統(tǒng) 狀 態(tài) 參 數 顯 示 和 通 訊 等 人 機 對 話 功 能 。下 級 子 系 統(tǒng)以 D SP 為 C PU ，完成 了數 據 采 集 、數 據 處 理 、故 障 判 別 和 保 護 等 功 能 。開發(fā) 了實 驗 樣機 ，在 樣 機 系 統(tǒng) 上 進 行 了性 能測 試

6、 ，各 項 指 標 均 達 到 了設 計 要求 ，滿 足 綜采 工 作 而 安全 、可 靠 、高 效 生產 的要 求 。主 要 研 究 內容 如 下 :結 合 組 合 開 關 的 國 內外研 究 現 狀 和 發(fā) 展 趨 勢 ，制 定 了滿 足 煤 礦 綜 采 工作 面 負 荷 控 制 要 求 的 組 合 開 關 總 體 方 案 ，確 定 了系 統(tǒng) 技 術 指 標 ，并 選 取 了合 適 的主 、從 C P U 及 交流 采 樣 芯 片

7、。分 析 了井 下負 荷 和 電 網漏 電故 障 、 電流 型 故 障 以及 電壓 型 故 障 的 產 生原 因及 其 電氣 特 征 ，并提 出 了相 應 的保 護 方 法 ，為 系 統(tǒng) 保 護 功 能 的 實 現 提供 了依 據 。提 出 了基 于 閉鎖 型繼 電器 的先 導 電路 ，完 全 克 服 了負荷 自起 動 現 象 ;太 原 理 」 _大學 碩 十研 究 生 學 位 論文D e sig no fth eM e a su r

8、e m e n ta n dC o n tro lS y ste min3 .3 k VC o m b in e dS w itc h g e a rw ithS ixB r a n e hB a se do nM a ste r- S la v eS tr u c tu r eA B S T R A C TT h ee o n te n to fth isP a P e r15a nim P o rta n tP arto f “ k

9、 e yte e h n o lo g ie so fin te llig en teo m b in atio ne le c trie ale q u iP m en tsfo reo a lm in in gsa fe lyan deff i ci entl y， ， (20O7B A B13B 0 1)，w hieh1 5sP onsoredbytheN ati on alK eyTe eh n o lo g y R &

10、 DP ro g ramo fC h in ad u rin gth eE lev en thF iv e 一 y ea rP la nP e rio d .T h ew o rk15P ro P se dtoso lv eth eP ro b le mo flo win te llig e n tg ra d e ，P o o rsa fere liab ilitya n deo n tro ld e e e n tra li z a

11、tio no fe le etrie a le o n tro lte e h n o lo g yu se dinfu ll一 m e e h a n iz e dh ig hP ro d u e tio nan de ff i e ie n eye o a lfa e e . Wi thth ein c re a sin gP o w e ra n drisin gv o lta g eo ffu lly 一 m e e h a n

12、 iz e dm in in ge q u iP m e n tsan dw id e lyaP P lic atio no f3 . 3 k Vru n n in gv o lta g ele v e l，th ere q u ire m e n tso fse cu ritya n dre liab ilityo fe le e trie a le q u iP m e n tsareg ettin gh ig h e ra n d

13、h ig h e r.A tP re se n t， th ed o m e stie3. 3 k Ve o m b in e dsw ite h g e arw ithth ec o reo fP L Ch a sh ig hre liab ilitya n dP la y saP o sitiv ero leinP ro m o tin gth elo e a liz atio no f3 . 3 k Ve le e tro n i

14、ee o n tro ld e v ie e s，b u tite a no n lye x e cu ted ire c te u rre n tsa m P lin g ，w h ie hh a sd isa d v a n ta g eo fe o m P le xe o n stru etu re ，la rg ev o lu m e ，lo wsa m P lin gP re e isio nan dP o o rre a l

15、一 tim e . M e a su rem e n ta n de o n tro lsy ste mo fe o m b in e dsw ite h g e a rb a se do nM C Uh a sb e e nd e v e lo P e dina b ro a dw h ic hg re a tlyim P ro v e sP e rfo rm an e eo fe o m b in e dsw ite h g e a

16、 r.B u tth eimP o rte dP ro d u e tsa lsoh a v efo llo w in gd isa d v a n ta g e ， su e ha se x P e n siv ev a lu e ， lo n gsu P P lye y e lea n du n e a silyP u rch a se dfittin g se te ，w h ie hre strie tth eP o P u l

17、a rityo f3 .3 k Vh ig hP ro du e tio na n de ff i c ien e ye o a lfae e . A sare su lt， th ere se a re ho f3 . 3 k Vc o m b in e dsw itc h g e a rb a se do nm a ste r一 sla v estru e tu reh a sim P o rta n tP ra e tie a l

18、sig n ific a n e e .W ithth ed e v e lo P m e n to fe o m P u te re o n tro lte e h n o lo g y，th e rea rem a n yn e wm ie ro 一 e o n tro llersw ithh ig ho P e ratio nsP e e d ，h ig hre lia b ilityw h ie ha resu P e rio