井下供電系統圖有哪些要求

來源:百度知道    2019/11/10 19:32:09
責任編輯:王強
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小編為您搜羅的答案1

1前言

  我國煤礦井下高壓供電網,因受經濟、技術等因素的限制,在多數采用多段短電纜(100~1000m/段)組成逐級控制干線式縱向網絡。過電流是煤礦井下電網常見的故障之一,并直接影響著煤礦井下供電的安全性、可靠性。

  傳統的過流保護方法,不能構成有效的縱向選擇性過流保護系統,短路故障時常導致越級跳閘是不可避免的,有的礦井甚至越過多級引起地面6~10kV下井電纜開關跳閘,造成井下大面積停電,嚴重威脅礦井安全。

  單片機和串行通信技術的飛速發展,為新型過流保護系統的設計提供了新思路,本文由此設計出煤礦井下電網選擇性速斷過流保護系統的硬件電路和軟件框圖。

  2典型煤礦井下6~10kV供電系統分析

  典型的井下高壓供電系統是一個單側電源三級線路供電系統,如圖1所示。

  

 

  圖1 井下高壓供電系統簡化圖

  各處開關分類及作用

  (1)分段開關,如QF15、QF25、QF35等,將單母線分為兩段,不設保護。

  (2)進線開關,如QF1、QF2、QF3等,作為該段母線的電源開關,不設保護。

  (3)線路開關,又稱出線開關,如QF11~QF14、QF21、QF23、QF31、QF33等,用來保護一條線路,或線路變壓器組,應設保護。

  (4)直配負荷開關,如QF22、QF24、QF32、QF34等,只經過很短的電纜(約幾十米)就接到高壓端負荷——固定式變壓器或高壓電動機,此類開關也應設置保護。

  3 選擇性速斷過流保護系統整定方法

  該速斷過流保護系統的整定方法較簡單,按系統最大運行方式時,躲過線路長時最大工作電流整定:

  I dz=Kk?Kzq?Ijs

  式中 I dz——過流保護一次動作電流,kA;

  Kk——可靠性系數,取1.25;

  Kzq——電動機自起動系數,取1.5~3;

  Ijs——線路計算電流,是用需用系數法求得的半小時最大平均負荷電流,kA 。

  4 系統硬件電路設計

  該保護系統由若干臺分機和一臺主機組成,分機根據其開關位置共分三級,每級由若干臺(n)組成。如圖2所示。第一級分機對應開關是地面變電所各出線開關。第二級分機對應開關是井下變電所各出線開關。第三級分機對應開關是采區變電所各出線開關。三級分機通過串行通信和主機聯接。

  

 

  圖2系統電路框圖

  4.1 系統分機硬件組成及工作原理

  選擇性速斷過流保護系統分機由AT89S51單片機、數據采集系統、開關量輸入、開關量輸出、顯示器、鍵盤、RS-485串行通信接口電路等組成,如圖3所示。

  

 

  圖3 分機系統電路框圖

  分機單片機采用51系列中實用的ATMEL公司生產的AT89S51單片機。AT89S51單片機片內4K程序存儲器是FLASH工藝,存儲器可用電的方式瞬間擦除、改寫。縮短設計、開發時間。

  數據采集系統將現場電流、電壓模擬信號經電壓形成、采樣保持、低通濾波器(ALF)、A/D轉換器變成數字信號。系統正常工作時各分機不斷地進行數據采集,數字信號通過接口電路傳送給AT89S51單片機P0口。

  AT89S51單片機將采集數據與程序存儲器中的整定值進行比較,如果采集數據大于整定值,確認為過流后,分機立即報告主機,并報告分機編碼,等待主機進一步確認,如果主機確認該分機對應出線過渡過流故障,分機立即動作;如果主機確認該人機無過流故障,分機不動作。

  開關量輸入、輸出接口部分是微機保護系統與外部聯系的部分。為提高系統抗干擾能力,開關量輸入、輸出電路經光電隔離芯片與AT89S51單片機P1口連接。如果分機需動作,分機通過開關量輸出電路驅動相應繼電器,如跳閘出口繼電器、信號繼電器。

  串行通信接口將分機與主機聯接成一個有機整體。為提高分機、主機可靠性以及抗干擾能力,串行通信接口分別通過光電隔離芯片與分機、主機連接。分機通過串行通信可將本線路過流信息及分機編碼傳送給主機,使主機能夠邏輯判斷過流故障。由于AT89S51單片機串行口輸出電平是TTL電平,不能進行遠距離通信,須進行電平轉換。現典型三級供電網是由100~1000m電纜組成,因此通信距離至少滿足1000m。目前RS-485最遠通信距離為1200m,標準節點數32個,符合設計要求,因而可外擴展RS-485電平轉換電路。AT89S51單片機輸出的TTL電平通過光電隔離芯片后,由MAX485芯片轉換為RS-485電平后與主機通信。

  4.2 系統主機硬件組成及工作原理

  選擇性速斷過流保護系統主機由PC機、RS-485/ RS-232轉換器組成。系統主機電路框圖如圖4所示。

  

 

  圖4 主機系統電路框圖

  分機通過串行通信傳送的RS-485電平由RS-232/ RS-485轉換器轉換為RS-232電平,最后輸入PC機的RS-232接口。反之PC機通過串行通信將故障反饋信息送給對應分機。為保證主機與各級通信距離不超過1200m,系統設計將主機安裝在井上中央變電所。(最專業的安全生產管理-風險世界網)

  5 系統軟件設計

  系統軟件包括分機軟件與主機軟件兩部分,其中分機軟件由分機主程序、采樣中斷服務程序、故障處理程序三部分組成。主程序主要包括初始化和自檢循環兩部分內容。分機主程序流程圖如圖5。

  

 

  圖5 分機主程序流程圖

  主機軟件主要包括主程序、故障處理程序兩部分構成。主機主程序與分機主程序類似,自檢時增加了故障檢查程序,當主機收到分機過流報告后,主機故障程序起動,該程序主要運用了邏輯判斷,對各分機分析并分類。首先跳第三級分機,然后逐級分析跳閘。使保護系統具有選擇性。從而避免電網越級跳閘。故障處理結束后,程序返回主程序。

  6 結論

  該保護系統與10kV戶內真空斷路器配合使用時,10kV真空斷路器固有分閘時間為0.1s,保護系統動作時間(分機數據采集時間、主機程序故障判斷時間、分機執行時間)設計為0.1s,因此電網發生短路時保護系統能在0.2s內實現有選擇性的快速斷電

小編為您搜羅的答案2

 (1)分段開關,如QF15、QF25、QF35等,將單母線分為兩段,不設保護。
  (2)進線開關,如QF1、QF2、QF3等,作為該段母線的電源開關,不設保護。
  (3)線路開關,又稱出線開關,如QF11~QF14、QF21、QF23、QF31、QF33等,用來保護一條線路,或線路變壓器組,應設保護。
  (4)直配負荷開關,如QF22、QF24、QF32、QF34等,只經過很短的電纜(約幾十米)就接到高壓端負荷——固定式變壓器或高壓電動機,此類開關也應設置保護。 請注意:本文為編輯制作專題提供的資訊,頁面顯示的時間僅為生成靜態頁面時間而非具體內容事件發生的時間,由此給您帶來的不便敬請諒解!

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