煤礦井下采區(qū)無人值守變電所微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的研究

此時，數(shù)據(jù)窗寬為N/3+1，在N=12時有：

iA2(k)=1/3[iA(k)+iB(k-4)+ic(k-1)] (12)

(2)裝有兩相電流互感器的線路負(fù)序分量的計(jì)算

離散化后得：

這種算法要求數(shù)據(jù)窗的寬度為1/3個工頻周期，取N/12時有：

通過上述算法求出負(fù)序電流瞬時值后，可采用全波傅氏算法或其他方法來計(jì)算負(fù)序電流[4]。

采用負(fù)序算法輸出一般受負(fù)荷、諧波分量和系統(tǒng)頻率偏差等因素的影響，因此會有一定的不平衡輸出，而且系統(tǒng)在發(fā)生三相短路時也會有暫態(tài)輸出[5]。軟件設(shè)計(jì)時，需要進(jìn)行一定的補(bǔ)償。

3 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及硬件電路框圖

3.1 硬件電路

本文所討論的綜合保護(hù)裝置是針對煤礦井下真空饋電開關(guān)而設(shè)計(jì)的，必須放置于真空饋電開關(guān)內(nèi)。由于真空開關(guān)內(nèi)的空間有限，因而該裝置的各功能以模塊方式設(shè)計(jì)，以盡可能減小體積。本綜合保護(hù)裝置將所有功能模塊分別集中于兩塊板上。

·模擬輸入變換與控制出口繼電器板

該插件板的功能主要有兩個：一是負(fù)責(zé)將由被保護(hù)線路一次PT、CT輸入的幅值為100V和5A的交流電壓、電流信號轉(zhuǎn)換為微機(jī)保護(hù)所要求的信號幅值；二是通過該插件板上的分合閘繼電器執(zhí)行CPU發(fā)出的分合閘命令。

·CPU主插件板

該插件板以高性能的80C196KB[6]為核心，集中了CPU主系統(tǒng)、模擬量采集、開關(guān)量輸入輸出、通信、人機(jī)接口、溫度測量、頻率和功率因數(shù)測量以及漏電保護(hù)等功能模塊，負(fù)責(zé)本系統(tǒng)幾乎所有的保護(hù)和監(jiān)控功能。本系統(tǒng)以Intel公司高性能的80C196KB單片機(jī)為核心，集保護(hù)、監(jiān)控功能于一體，并配有靈活、友好的人機(jī)對話接口和RS-485遠(yuǎn)方通信接口，可以方便地實(shí)現(xiàn)保護(hù)定值的就地和遠(yuǎn)方整定、監(jiān)測數(shù)據(jù)的就地和遠(yuǎn)方實(shí)時監(jiān)測。

圖3

3.2 軟件設(shè)計(jì)流程圖

本軟件的設(shè)計(jì)可以采用C語言、匯編語言混合編寫，程序框圖如圖3所示。

該保護(hù)可應(yīng)用在BGP9L——6G型礦用隔爆型高壓真空配電開關(guān)和礦用低壓饋電開關(guān)。該裝置在保護(hù)功能方面的主要特點(diǎn)為：

(1)采用負(fù)序保護(hù)原理對井下不對稱故障進(jìn)行保護(hù)，可大大提高兩相短路保護(hù)和斷相保護(hù)的靈敏度及保護(hù)范圍。

(2)采用基于功率因數(shù)的相敏保護(hù)原理對井下低壓三相短路故障進(jìn)行保護(hù)，并且可根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的大小選擇不同的臨界動作曲線，以取得最佳的保護(hù)效果，從而可使大型電機(jī)起動造成的誤動，現(xiàn)象大大減少。

(3)能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)參數(shù)的就地和遠(yuǎn)方整定與操作，實(shí)現(xiàn)故障信息及故障類型的實(shí)時顯示與上傳.