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由于煤矿井下工作环境恶劣:空气潮湿,含有瓦斯、煤尘等易燃易爆气体,对于供电系统的短路、漏电等故障,如果没有及时采取应对措施,很容易引发触电甚至爆炸,这将严重威胁到工作人员的人身安全。馈电保护系统针对这些易发事故的电气故障特征,通过采集电网的电量信息判断事故类型,并在发生故障后能够可靠切断线路,从而避免不必要的损失。随着科技的发展,井下作业对馈电保护系统提出了更高的要求。本论文根据现有馈电保护装置所存在的信号采集不精确、误动、拒动等问题,设计了一种新型馈电保护系统,该系统综合多种保护于一体,具有故障记录、查询、远程监控等功能,而且触摸屏界面使操作更加方便。 本文首先介绍了馈电保护系统的发展历程,根据现有馈电保护装置的缺点和不足,提出了设计新型馈电保护系统的必要性。然后分析了矿井常见故障的电气特征,根据不同类型故障的特点,制定了相应的保护原理。系统具备短路、缺相、不平衡故障、过载、过压、欠压、瓦斯、风电、绝缘检测和选择性漏电保护等功能,为之后的硬件电路设计以及软件设计提供了理论依据。最后对保护系统分模块进行测试并进行整机调试。实验结果表明所设计的保护系统能够达到预期效果。在本系统设计过程中,信号采集部分将幅值检测和相位检测分开进行。幅值检测的对象主要包括三相电流、系统线电压、绝缘电阻、零序电压和零序电流等。相位检测包括两个方面:一方面是三相电流和系统线电压的相位检测,采样值主要用于功率因数以及功率的计算;另一方面是零序电压和零序电流的相位检测,采样值主要用于选择性漏电保护的判断。此外根据电流故障的特点,设置了自动量程切换功能,用以检测小电流信号。人机界面采用迪文科技的DGUS触摸屏,用于参数设置,状态显示,故障诊断、记录以及故障查询。