煤礦井下采區無(wú)人值守變電所微機保護系統的研究

此時(shí)，數據窗寬為N/3+1，在N=12時(shí)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(xiàn)路負序分量的計算

離散化后得：

這種算法要求數據窗的寬度為1/3個(gè)工頻周期，取N/12時(shí)有：

通過(guò)上述算法求出負序電流瞬時(shí)值后，可采用全波傅氏算法或其他方法來(lái)計算負序電流[4]。

采用負序算法輸出一般受負荷、諧波分量和系統頻率偏差等因素的影響，因此會(huì )有一定的不平衡輸出，而且系統在發(fā)生三相短路時(shí)也會(huì )有暫態(tài)輸出[5]。軟件設計時(shí)，需要進(jìn)行一定的補償。

3 系統的總體設計及硬件電路框圖

3.1 硬件電路

本文所討論的綜合保護裝置是針對煤礦井下真空饋電開(kāi)關(guān)而設計的，必須放置于真空饋電開(kāi)關(guān)內。由于真空開(kāi)關(guān)內的空間有限，因而該裝置的各功能以模塊方式設計，以盡可能減小體積。本綜合保護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(gè)：一是負責將由被保護線(xiàn)路一次PT、CT輸入的幅值為100V和5A的交流電壓、電流信號轉換為微機保護所要求的信號幅值；二是通過(guò)該插件板上的分合閘繼電器執行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、模擬量采集、開(kāi)關(guān)量輸入輸出、通信、人機接口、溫度測量、頻率和功率因數測量以及漏電保護等功能模塊，負責本系統幾乎所有的保護和監控功能。本系統以Intel公司高性能的80C196KB單片機為核心，集保護、監控功能于一體，并配有靈活、友好的人機對話(huà)接口和RS-485遠方通信接口，可以方便地實(shí)現保護定值的就地和遠方整定、監測數據的就地和遠方實(shí)時(shí)監測。

圖3

3.2 軟件設計流程圖

本軟件的設計可以采用C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言混合編寫(xiě)，程序框圖如圖3所示。

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

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

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

(3)能夠實(shí)現保護參數的就地和遠方整定與操作，實(shí)現故障信息及故障類(lèi)型的實(shí)時(shí)顯示與上傳.