低压真空馈电开关智能综合保护器的设计.pdfVIP

2010年8月 矿 业安全 与环保 第37卷第4期 低压真空馈 电开关智能综合保护器的设计 樊 荣 (煤炭科学研究总院重庆研究院，重庆 400037) 摘 要 ：介绍 了目前煤矿使用的低压真空馈 电开关所配置的基于dsPIC数字信号控制器 的智能综 合保护器设计研究过程，分析了硬件组成和软件算法。产品的性能和功能测试表 明，该产品具有完善的 功能和先进的性能，完全可以满足在煤矿井下的使用和对开关保护器的改造。 关键词：智能综合保护器；dsPIC单片机；A／D采样 ；算法 中图分类号：TD614 ．5 文献标志码 ：B 文章编号：1008—4495(2010)04—0020—02 目前煤矿井下供 电系统中，大量使用的是 KBZ 型低压真空馈 电开关 ，其所配置的智能综合保护器 作为开关设备 内的关键部件，对煤矿井下供 电网的 安全可靠运行、故障检测和保护至关重要。智能综 合保护器主要对电网电压和电流进行数据采集和计 算、分析故障、存储故障信息以及根据故障的类型控 制开关分闸控制，具有电流、电压、零序电流、零序电 压、有功功率和无功功率等参数显示 。同时，作为煤 图1 智能综合保护器结构框图 矿电网监控系统的终端，该仪器具备通讯接 口，可以 与电力监控分站进行双 向数据通讯，通过上位机控 对 DSP的有力支持，通过单片机实时控制功能来提 制开关，显示数据、故障报警等。 供真正的DSP功能，使得数据计算速度加快。智能 该智能综合保护器具有多种保护功能，包括短 综合保护器作为开关的关键部件 ，当故障发生时，保 路速断、过载保护、过压保护、欠压保护、选择性漏电 护器能够准确地计算并在设定的时间内完成动作， 保护、附加直流漏电保护、三相不平衡保护、 断相 这就要求保护器的控制芯片实时性高，数据计算速 保护、瓦斯电闭锁保护、风电闭锁保护等功能。 度快 ，而 dsPIC数字信号控制器具有这样的特点。 1 硬件设计 根据功能的需要 ，该芯片具备 l2位 A／D转换 器，16个模拟输人通道，具有 144KB闪存程序存储 低压综合智能保护器硬件部分包括：主控制芯 器，5个定时器，8个输入捕捉通道 ，具有 CAN通讯 片、A／D采样、液晶显示、保护器电源、通讯和数据存 模块和UART通讯模块等。 储等，其结构如图1所示。 1．2 A／D采样 1．1 主控芯片 智能综合保护器的采样是否准确，对于保护器 智能保护器采用 l6位 的dsPIC数字信号控制 功能的实现具有重要的作用。低压馈电智能综合保 器，dsPIC数字信号控制器将单片机的控制能力和数 护器需要采样的模拟量包括 ：三相电压 、三相电流、 字信号控制器的计算能力融合在一起。 零序电压、零序 电流、系统频率_1J。其中三相电压、 该数字信号控制器采用改进的哈佛架构，具有 三相电流、零序电压、零序电流等模拟量都为双极性 独立的数据和程序总线，并带有增强型指令集包含