基于PLC的智能型矿用隔爆馈电开关的研制

论文摘要

馈电开关是煤矿井下供电电网中非常重要的配电设备之一。本文详细阐述了一种基于PLC的智能型矿用隔爆馈电开关的研制细节。馈电开关除具有对供电单元进行通、断电控制的基本功能外,其最主要的功能是能够自动实时地检测包括漏电、过载、断相、短路、过/欠电压等在内的各种电网故障,并在电网发生这些故障时,断开供电线路,保护线路、负载或人。本文结合我国煤矿井下供电电网的实际发展状况,首先分析了目前已有的电网故障检测方法的基本原理,然后详细介绍了在本课题中这些检测原理的具体实现方法。接着,文章对馈电开关中PLC的软件结构做了叙述,指出了选用PLC作为馈电开关控制核心的优越性。人机界面是馈电开关的重要组成部分,所以本文在第五章专门叙述了馈电开关人机界面的开发细节。最后文章对整个研制工作做了总结并对今后馈电开关的研制发展方向进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 我国煤矿井下供电系统的基本状况
• 1.1.1 井下供电系统电压等级
• 1.1.2 井下供电系统基本结构
• 1.2 馈电开关应用及国内外研究现状
• 1.2.1 馈电开关在井下低压供电系统中的重要作用
• 1.2.2 国内外对馈电开关的研究现状
• 1.2.3 课题研究内容
• 1.3 小结
• 2 井下低压电网故障检测原理及实现
• 2.1 漏电故障的检测
• 2.1.1 漏电故障定义、分类及发生原因
• 2.1.2 井下低压电网漏电故障分析
• 2.1.3 附加直流电源检测原理
• 2.1.4 功率方向检测原理
• 2.1.5 有功功率方向检测原理
• 2.2 过流故障的检测
• 2.2.1 过流故障基本概念
• 2.2.2 对称性过流故障检测原理
• 2.2.3 非对称性过流故障检测原理
• 2.3 过压、欠压故障的检测
• 2.4 小结
• 3 馈电开关保护功能的实现
• 3.1 电网状态相关参数的检测
• 3.1.1 电网电压及电流的检测
• 3.1.2 零序电压、零序电流的检测
• 3.2 选择性漏电保护的实现
• 3.2.1 选择性漏电保护电路
• 3.2.2 动作值的整定
• 3.3 相敏保护的实现
• 3.3.1 相敏保护动作参数的选取
• 3.3.2 相敏保护硬件
• 3.4 负序保护的实现
• 3.4.1 负序保护硬件
• 3.4.2 负序保护参数整定
• 3.5 欠压、过压及过载保护
• 3.6 相序检测
• 3.7 小结
• 4 系统的PLC 软件结构
• 4.1 关于可编程控制器的简介
• 4.1.1 可编程控制器发展状况
• 4.1.2 可编程控制器的优势
• 4.1.3 台达DVP-SS 系列可编程控制器性能简介
• 4.2 PLC 软件程序设计
• 4.2.1 PLC 软件结构
• 4.2.2 PLC 程序执行流程
• 4.3 小结
• 5 馈电开关人机界面开发
• 5.1 人机界面功能需求分析
• 5.1.1 人机界面通用要求
• 5.1.2 人机界面设计要求
• 5.2 人机界面总体设计
• 5.2.1 人机界面设计方案
• 5.2.2 液晶屏简介及硬件接线
• 5.2.3 通信协议规定
• 5.3 人机界面软件设计
• 5.4 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文