基于CPLD的矿井低压选择性漏电保护装置.pdf

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1、2011年第2期煤矿机电·47·基于CPLD的矿井低压选择性漏电保护装置王忠勇1，马云龙2，唐显令3，张志伟4，石杰1(1．泰安金科工矿机电安全装备有限公司，山东泰安271000；2．煤炭科学研究总院沈阳研究院，辽宁抚顺113001；3．山东黄金矿业(鑫汇)有限公司，山东平度266715；4．山东黄金集团昌邑矿业公司，山东昌邑261308)摘要：利用零序功率方向性原理，用EDA电子设计自动化技术，将延时电路、脉宽检测电路、时序检测电路、数字滤波电路等组合到CPLD可编程逻辑器件芯片中，与外围电路组成集成度高、抗干扰性高、

2、选线准确、可靠性高的低压选择性漏电保护装置。该装置经现场实际运行，取得良好的效果。关键词：EDA电子设计自动化；CPLD可编程逻辑器件；脉宽检测；时序检测；漏电保护中图分类号：TM774文献标识码：B文章编号：1001—0874(2011)02—0047—04TheLowVoltageSelectivityElectricLeakageProtectingDeviceofCoaIMineBasedonCPLDWANGZhong-yon91，MAYun·lon92，TANGXian—lin93，ZHANGZhi—wei4，

3、SHIj／e1(1．Tai’allJinkeIndustry＆MimngMachineElectricitySafetyEquipCo．，lad．，Tai’all271000，China；2．ShenyangInstituteofChinaCoalResearchInstitute，Shenyang113001，China；3．ShandongGoldMimng(XinHui)Co．，lad．，Pingdu266715，China；4．ShandongGoldGroup，ChangyiMingCo．，Ltd．，Chaas

4、；yi261308，China)Abstract：Usingtheprincipleofzero—sequencedirectivityandthetechnologyofEDA(ElectricalDesignAutomation)，combiningdelaycircuit，pulsewidthexaminingcircuit，timeexaminingcircuit，numberfiltercircuitintotheCPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)chip，whichahi

5、shintegrated，anti—interference，choosingaccuracyandhighreliablelowvoltageselectiveleakageprotectingdeviceismadeupofthechipwithperipheralcircuit．Thedevicehasgoodeffectbyspotoperation．Keywords：EDA(ElectricalDesignAutomation)；CPLD(ComplexProgrammableLosicDevice)；puls

6、ewidthdetection；sequentialdetection；leakageprotection1概述随着煤矿系统的不断发展，矿井因低压电网漏电而产生的触电死亡事故和各种由漏电引起各种事故也日益增多，故漏电保护也被列为保证煤矿井下安全供电的三大保护(过流保护、漏电保护、和保护接地)之一。《煤矿安全规程》规定：井下低压馈电线上应该设有漏电闭锁的检漏装置或有选择性的检漏保护装置。我国从20世纪50年代末就开始研究矿井的漏电保护技术，先后经历了无选择性的漏电保护(总的漏电保护)和选择性漏电保护装置，形式上也从机械式发

7、展到晶体管式和电子式漏电保护，直至发展到如今的智能化漏电保护装置，而选择性漏电保护装置的原理也具有多样性，其中零序电流方向型、零序功率方向型为主要的选择性漏电原理，目前也出现了信号注入法等方式；在信号处理方式上，有晶体管、集成电路、单片机选择性漏电保护的方式，但由于复杂的现场条件和各种干扰波、谐波的存在，或多或少影响着选择性漏电装置工作的准确性，也在很大程度上存在“误动”、“拒动”的现象。在研究了大量同类资料的基础上，本文利用零序功率方向型原理，设计了基于CPLD的矿用低压选择性漏电保护装置。·48·煤矿机电2011年第

8、2期2系统设计处理后的波形形状和相位关系如图5所示。(1)CPLD简介CPLD是一种复杂的可编程逻辑器件，随着EDA(电子设计自动化)技术、ASIC(专用集成电路)、CAD技术的发展，CPLD以其编程方便、集成度高、速度快、价格低等特点受到设计者的青睐，其中Altera公司不仅具有PLD的一般优点，还具有高性能、高集