多功能三相电源保护器的设计实现毕业设计.docVIP

毕业论文(设计) 题 目 多功能三相电源保护器的设计实现 学生姓名 某某某 学 号 院 系 电子与信息工程学院 专 业 通信工程 指导教师 二Ｏ一Ｏ年五月三十日 目 录 第1章 绪论 1 1.1 多功能三相电源保护器的应用前景及发展现状 1 1.1.1 应用前景 1 1.1.2 保护器发展现状 2 1.2 三相电源多功能保护器介绍 3 第2章 多功能三相电源保护器的硬件设计 4 2.1 总体设计方案 4 2.2 系统各部分硬件的设计 5 2.2.1 中心控制模块 5 2.2.2信号采集模块 8 2.2.3信号A/D转换模块 10 2.2.4保护器电源模块 11 2.2.5保护器通信模块 12 2.2.6开关量输入模块 14 2.3 存储器 16 2.3.1 EEPROM的选择 16 第3章 多功能三相电源保护器的软件设计 17 3.1 程序框图设计 17 3.2 功能模块的实现方法 18 第4章 结束语 19 多功能三相电源保护器 某某某 南京信息工程大学电子与信息工程学院通信工程系 南京 （210044） 摘要：矿井供电中，由于井下工作环境恶劣，空气潮湿，负荷波动大，电气设备及供电线路绝缘容易老化，从而会造成漏电、短路、过载、缺相、过压、欠压等现象，如不及时发现和处理，将会造成严重事故。本文在广泛收集矿井电网微机保护资料和借鉴一些现有的成熟经验基础上，研制和设计了一套更适合于井下电气设备运行的集保护、控制、显示、试验及通讯等功能为一体的磁力启动器智能综合保护装置，本文的主要研究内容如下：首先回顾了磁力启动器在国内外的应用现状及发展趋势，指出了其存在的问题。并根据低压电网线路和电气设备的实际情况，从理论上分析了矿井线路和电气设备的常见故障特征，参照相关标准提出了相应的算法和动作指标。然后介绍了基于WB77E58的三相电源多功能保护器智能综合保护装置的研制，给出了硬件设计和相应的软件设计。该系统具有自动判断短路、过载、三相不平衡、过压、欠压及漏电闭锁等综合保护功能。对控制系统的硬及抗干扰措施作了详细论述。硬件部分先简述了WB77E58的特点以及选择的理由，然后作了整体设计的论述，并对一些重要电子元器件作了说明。软件部分论述了整体设计。 关键词：综合保护数字信号处理器目前国内煤矿井下大量使用磁力启动器，它广泛应用于煤矿井下的机电、风机、照明等用电设备上，进行漏电、短路、过载、过压、欠压等故障保护，其性能好坏直接关系到矿井的安全生产及经济效益[1]。 随着煤矿现代化程度的不断提高，对煤矿的可靠性、安全性也提出越来越高的要求。煤矿井下工作环境恶劣负荷波动大瓦斯煤尘聚集空气潮湿电气设备绝缘强度逐渐降低经常会出现漏电、短路、缺相和单相接地故障故障若不及时排除，长期运行下将另外在接地点出现的电弧和电火花能量会引起瓦斯、煤尘爆炸，严重危及人身安全。磁力器用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中，其作用就是对电动机及供电电缆的故障情况（漏电、短路、断相）进行检测当电动机及电缆发生漏电、短路和断相等故障时，对磁力启动器进行闭锁，使之不能合闸送电，因而故障点就不会出现外露火花或电弧[]。 据不完全统计，全国国有重点煤矿每年烧电机20000台左右 ，一个年产300万吨的矿井，平均每月烧毁电机80台，此外，每年还经常发生电缆火灾等事故，经济损失惨重造成这些现象的原因是多方面，首先，煤矿井下粉尘大、通风差 、湿度大，环境恶劣。其次，由于煤矿生产特点，需要经常的重载起动、过载、堵转、点动现象较多。另外 ，目前使用的电动机保护器性能不可靠，误动、拒动现象多，以至于使用者为了保证生产而经常甩掉保护不用 。因此，开发一种性能稳定、保护种类齐全、动作速度快 、灵敏度高、可靠性好、方便实用的综合保护仪器是解决矿用电机保护问题的关键。随着电子技术的飞速发展，继电保护技术的智能化已成为必然趋势。为此，我查阅了大量关于矿用电机保护器的有关数据，根据煤矿井下的特殊环境，设计了智能型三相电源多功能保护器。 1．1．2 我国矿井保护技术的发展从硬件上可以概括为个阶段和次飞跃。个阶段是机电式、半导体式和微机式。第一次飞跃是由机电式到半导体式，主要体现在无触点化、小型化、低功耗等方面；第次飞跃是由半导体式到微机式，主要表现在数字化和智能化等方面[7]。早期的继电器保护装置都是电磁性、感应性或电动型继电器，如DL-10系列过电流保护继电器，GL-10系列感应式过电流继电器等，这些继