基于零序功率方向的煤矿连采工作面选择性漏电保护系统设计.pdf

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1、·d·煤矿机电2017年第4期焦晓峰．基于零序功率方向的煤矿连采工作面选择性漏电保护系统设计[J]．煤矿机电，2017(4)：4—6，10．doi：10．16545／j．cnki．cmet．2017．04．002基于零序功率方向的煤矿连采工作面选择性漏电保护系统设计焦晓峰(中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006)摘要：针对目前煤矿井下连采工作面变配电设备数目多、占地面积大、维护成本高等问题，提出一种由DSP控制的连采自动化工作面组合开关漏电保护系统，该系统使用DSP作为主控制器，设计了一种基于零序功率方向的选择性漏电保护系统，并具有触摸屏显示、故障数据记忆和查询及网络

2、通信等功能。经测试表明，该系统性能稳定可靠、精度高。关键词：组合开关；零序功率方向；选择性；漏电保护中图分类号：TM773+．9文献标识码：A文章编号：100l一0874(2017)04—0004—04DesignofSelectiVityLeakageProtectionSystemforWorkingFaceinCOaIMineBasedOnZerOSequencePOwerDirectiOn．，i口。叉io咖昭(CCTEGTaiyuanResearchInstituteCo．，Ltd．，Taiyuan030006，China)Abstract：Inviewoftheproblem

3、sinworkingfaceforcoalminesuchaslargenumberofVariabledist打butionequipment，la唱espaceusageandhighmaintenancecost，putfblwardakindofcombinedswitchleakageprotectionsystemwhichwascontrolledbyDSP．ThesystemusedDSPasthemaincontroller，designedakindofelectivityleakageprotectionsystembasedonzerosequencepower

4、direction，withthefunctionsoftouchscreendisplay，faultdatamemory，queryandnetworkcommunication．Thetestresultsshowthatthesystemwasstableandreliablewithhighprecision．KeywOrds：combinationswitch；zerosequencepowerdirection；selectivity；leakageprotection0引言随着我国巷道掘进技术的快速发展，采用多巷道掘进技术已成为高产高效工作面巷道的主要掘进方式。国内外生

5、产实践表明，在条件适宜的矿区采用连采工作面，具有投资少、出煤快、机动灵活、适应性强、用人少、效率高、安全性高、效益好等优点¨1。由于连采工作面机械设备具有灵活、机动性强等特点，使其对供电的连续性、可靠性和灵活性要求也越来越高。煤矿井下连采工作面组合开关将由井下移动变电站送电给连采工作面的各种用电设备，起到了保护工作面设备供电电缆的作用，也有利于设备的频繁搬迁，加快了工作面的推进速度，简化了电缆连接，减少了电缆使用量和电气设备的占地面积，同时还减少了供电线路的电压降损耗，减少了生产、安装和维护的工作量，极大地提高了工作面的生产效率和供电可靠性。目前连采工作面所使用的馈电开关数量多、保护范

6、围小、灵敏度低，严重影响了煤矿井下连采工作面的可靠性、安全性和连续性。因此，组合开关性能的好坏直接影响到工作面供电的可靠性、安全性以及工作面的推进速度。本文设计了一种由DSP为核心控制器的组合开关漏电保护系统，能实现对各回路信号进行数据采集、处理、故障分析以及数据显示等功能，不但集2017年第4期煤矿机电·5·成了DsP运算速度快、精度高等特点，而且具有高速的数据采集和可靠的网络通信能力，快速准确地对工作面设备进行漏电保护。1系统的检测原理《煤矿安全规程》规定：井下由采区变电站、移动变电站或者配电点引出的馈电线上，必须具有短路、过负荷和漏电保护‘2J。为使系统在进行漏电保护时能保证各回

7、路具有横向选择性，设计了一种基于零序功率方向的矿井低压电网选择性漏电保护系统。1．1零序功率方向保护原理零序功率方向的保护原理是一种结合了零序电压保护、零序电流保护、零序电流方向的保护原理口J。我国煤矿井下供电系统大多采用中性点不接地方式，图1为我国煤矿电网的典型模式。●图l中性点不接地系统单相接地时电流分布模式图由于一般高压电网绝缘水平比较高，单相接地电流基本上由电网对地电容决定。线路厶、￡：和L，的各相对地电容分别为C，、c：和c3，假设它