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基于C8051F单片机的煤矿10kV电网保护测量装置
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基于C8051F单片机的煤矿10kV电网保护测量装置
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Feb. ꢀ 2008ꢀ
ꢀ第 36卷第 2期
煤 炭 科 学 技
COAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
ꢀ2008年
2月
基 于 C8051F单 片 机 的 煤 矿 10 kV电 网 保 护 测 量 装 置
2
王静爽1 , 曹
( 11河北工程大学, 河北 邯 ꢀ056038; 21邯 市星瑞自控
有限公司 , 河北 邯 ꢀ056002)
摘 ꢀ要 :
我国煤炭系
路的主要故障 型及采用解决
量系 , 由大液晶面板 示
10 kV 网的
情况和当前高
合保 装置的状况 , 提出煤 井下
高
的基本技 途径 , 在此基
网的运行情况 , 通 触摸
上
用 C8051F构成一个
片
机保
、
参数的无 整定。充分
利用了 片机的 点 , 它的开
用
确保煤
网安全运行起到重要作用 。
关
中
:
片机 ; 保
;
量 ; 故障
分
号 : U223182ꢀꢀꢀ文献
志
: A ꢀꢀꢀ文章 号 : 0253 - 2336 (2008) 02 - 0066 - 02
Protect ion and m ea surem en t dev ice of coa l m ine 10 kV electr ic
power n et work ba se on C8051F m icro processor
1
2
WANG Jing2shuang , CAO Er2ye
1. Hebei Inst itu te of Eng ineering, Handanꢀ056038, Ch ina; 2. Handan Xingru i Auto2control Equipment Company Ltd. , Handanꢀ056002, China
(
)
Ab stra ct: A ccording to the actua l conditions of the 10 kV e lec tric powe r ne wt o rk and the present sta tus of the high voltage comp rehen sive
protection device s in China coal industry, the pape r p rovided the ma in fault type of the high voltage line s in underground m ine and the
ba sic technica l access to solve the problem s. The C8051F m icro p roce ssor wa s selected to be a m ic ro p rocessor p rotection and measure2
ment system. The ope ration of the elec tric network can be displayed on the large LC disp laye r. W ith the touch key boa rd, the pa ram ete rs
can be adjusted w ith stage less. The advantages of the m icro proce ssor can be fully p layed. The deve lopment and utilization of the device s
w ill have an important role to ensure the safe ty operation of the coal m ine electric powe r ne twork.
K ey w or ds: m icro processor; p ro tec tion; measurem ent; fault
ꢀꢀ煤 井下
期使用 , 散 条件差 ,
井下 网中 , 由于供
境
劣 ,
荷
大 ,
器
由
保
装置 , 安装在
的
器室内或独立
的保
主。随着微 理保 器的推
的保 方式和保 也突破了
的可靠性要求 高 ,
于
度易下降 。在煤
不当或操
成保 装置屏。目前煤 用高 开关
系
及
器以 磁感
用 , 煤
式
作不当 ,
路的
断裂等原因 , 可能会
坏引起的
排除 , 可能造成
生
广
短路 、断路 、
荷 、 相接地及
的形式 。煤
生
供
漏
器
等故障 。如不及
而煤
多
保
老企 , 其供用
网
旧 , 二次系
器 , 元件老
, 危及人身安全 , 影响
网
定性等后果 。
性 、可靠性 、快速
性 、灵敏性好的要求 , 开 的本装置把 器和保
路看作一体 , 在高 置保 , 在功能和性
的模 式保 。在整个 化硬
, 保 功能由 件确定 , 充分利用 片机具
判断 、 算 、 、通信功能。
大都 仍在采用 磁式
ꢀꢀ因此保 装置
足
化 、 作慢 、整定范 小、可靠性差 , 影响 网的
安全供
ꢀꢀ 装置主要
。
井下
站高
主开关 , 也
机用 , 它
能上
件
于
中
可作
以
高
分支开关或不 繁启
的
片机 核心 件 , 主要作用 : ①
示
有的
网的 流 、
、有 功功率 、无功 功率 、用
量 、功率因数 、
水平 ; ②采用短路相敏保
,
1ꢀ装置的主要作用
有短路 流的幅 和相位双重判定 。
作
小于
作
ꢀꢀ地面
所和井下中央
所等使用的地面和
20 ms; ③反
限
延
保
, 整定
和
用一般型高 开关柜 , 通用的 气保 是采用
均
可
; ④ 零序功率方向 型
性漏
保
66
王静爽等 : 基于 C8051F 片机的煤
10 kV 网保
量装置
2008年第 2期
; ⑤
,
双屏蔽
的
水平
; ⑦
判
; ⑥失
断相保 , 以正序 、
据 ; ⑧双向通信功能 。
、
保
作
可
序
流的不 称度 作
3ꢀ通信
接
2ꢀ系
件硬件
原理
212ꢀ系
件
211ꢀ系 硬件
ꢀꢀ系
件采用模
定
中断的工作方式 , 即在
21111 ꢀ硬件原理
ꢀꢀ 装置的硬件原理如
每隔 1 m s的
里
各种量 行采
,
1所示 , 它主要由
流
ꢀꢀ利用傅里叶
行数据 理 ,
算出相
的
采
、
波 、放大、 CPU 理 、开关量 入、
、
流 、有功功率 、无功功率 、 在功率和功
出 、液晶 示、
成 。
整定 、跳
器等
率因数等量 , 判断故障 型 , 行相 的操作 , 其
点是 故障作出精确及 的反 , 其 件主程序
4所示 。
如
1ꢀ硬件原理
21112 ꢀ触摸
的
路
ꢀꢀ 防止
生
火花引起瓦斯爆炸 , 在
源及出 上采用了本安
路
。在从隔爆壳
的 “地 ”和
4ꢀ 件主程序
引出之前采用 了光 隔的方法 , 使
内部 保的 “地 ”有效地隔离。
3ꢀ装置的特点
ꢀꢀ
火花能量在一定范 之内 , 增 装置的可靠性 ,
与内部 路的 接如 2所示 。
采用 独的 +5 V本安 源供 , 限制
1) 充分考
网
化
件以保
算准确 。
)
2
化硬件 构 , 充分利用 件 , 使保
加灵活可靠 。
3) 在 件上采用自 和程序陷阱 , 保
的可靠性 。
更
系
范
)
4
分 、合 的次数 。
5) 采用触摸
,
无
整定 , 适
广 , 通用性好 。
2ꢀ
与内部 路的
接
ꢀꢀ此系
多厂
已被多家公司引 , 做成
品
用于
21113 ꢀ通信
ꢀꢀ 了
路
方
企
。通 一年多 的 用 , 反 效果良
定
,
方信号和 方保
置了本安通信
好 。
或信息参数的共享 , 本装置
参考文献 :
路 , 其 路如
3所示 。 TXD 是
送
, RXD 是
通信接口
接收 , CPU 的通信
RXD 和 TXD
[ 1 ] ꢀ姜
1煤 井下供 的三大保
出版社 , 2004.
[M ]. 北京 : 煤炭
芯片 MAX232, 并且光隔以后 , 提供与外部的通信
工
(
下
)
接
。
第 73
67
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