dq041煤矿井下6 k V电网防爆开关设计
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dq041煤矿井下6 k V电网防爆开关设计,毕业设计
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毕业设计（论文）包括： 毕业设计（论文）封面 毕业设计任务书 毕业设计评阅人评语 毕业设计评定书 毕业设计答辩许可证 毕业设计答辩委员会（小组）决议 中文摘要 外文摘要 目录 绪论 (或前言 ) 正文 致谢 参考文献资料 附录 封底。 译文及原文影印件单独装订。 毕业设计 (论文 )格式模板 nts毕业设计（论文） 封面 页面设置： 封面采用教材科提供的标准封面。 B5纸张，双面打印，页边距按以下标准设置：上、下边距为 20mm；左、右边距为 20mm；装订线为 10mm，左侧装订；页眉 16mm；页脚 15mm； 题目： 要简短、明确、有概括性。一般小于 25个字。 nts毕业设计任务书 由指导教师按要求内容填写并签名或盖私章 。 nts毕业设计评阅人评语 由评阅人填写； 原则上由本专业中级职称以上的非指导教师进行评阅，填写时间应在指导教师评阅之前。 评阅人评语的主要内容为： 对学生毕业设计（论文）的水平、是否有重大的错误、文字表达能力、图表以及公式符号是否规范整洁等方面的意见；对学生综合能力的评价；是否达到培养要求的结论性意见。并给出成绩。 签名或加盖教师私章。 nts毕业设计评定书 毕业设计评定书 的所有内容由指导教师填写； 对学生毕业设计（论文）的水平、文字表达能力、图表以及公式符号是否规范整洁，以及学生的平时表现，综合能力等作出评价；并给出建议成绩。 指导教师签名或加盖教师私章，时间在答辩之前。 nts毕业设计答辩许可证 上面由指导教师填写 . 下面由答辩委员会主席填写 . nts 毕业设计答辩委员会（小组）决议 毕业设计总评语的主要内容包括： 在评阅人评语、导师的毕业设计评定书的评语以及学生提交的毕业设计报告和答辩的基础上，对学生毕业设计（论文）的水平、毕业答辩回答问题情况、文字表达能力、图表以及公式符号是否规范整洁等方面的意见；对学生综合能力的评价；是否达到培养要求、是否通过毕业答辩和最终成绩的结论性意见，最后应有答辩小组成员签名或盖私 . 成绩采用优秀、良好、中等、及格、不及格五级评定。 nts摘 要 摘要的内容 采用小四号、宋体排版 ;字数约为 300-500字，一般不超过 600字 . 中文摘要是正文内容不加注释和评论的简短陈述。摘要的编写应遵循下列原则： 1）摘要应具有独立性和自含性，是文章的缩影，是设计说明书的主要内容、见解、结论简短明了的缩写。 2）摘要中要有数据、有结论，是一片完整的短文，可以独立使用，可以引用。 3）摘要内容应尽可能包括原文章的主要信息，供读者确定有无必要阅读全文，也供文摘汇编等二次文献采用。 4）摘要一般应说明设计工作的目的意义、研究方法、研究结果、主要结论及意义、创造性成果和新见解，而重点是结果和结论。 5）要用文字表达，不要附图和照片，除了实在无变通办法可用以外，摘要中不用图、表、化学结构式、非公知公用的符号和术语，不要使用表格、公式、上下标以及其他特殊符号，要突出重点，阐述清楚，少用数据表。 摘要的用语力求简洁、准确。 关键词 :(3-5个小四号、黑体、左顶格 ; 各关键词之间用分号和一个空格隔开 ) 之间空两格，采用三号字、黑体、居中，与内容间空一行 nts中文 摘要 举例 ntsABSTRACT Keywords： (小四号、 Times New Roman字体、加粗、左顶格 ) (各关键词之间用分号和一个空格隔开 )。 内容采用小四号、 Times New Roman字体排版。 采用 三号字、 Times New Roman字体、加粗、 居中与内容间空一行。 nts英文 摘要 举例 nts目 录 1（空一格） 绪论（小三号、黑体） 1 1 1（空一格）立题背景 （四号、黑体） 2 1 1 1（空一格） （四号、宋体） 4 1 1 2 7 1 2 (空一格）国内外现状 （四号、黑体） 9 1 2 1 15 1 2 2 24 1 3 (空一格）本文要解决的问题及主要任务 （四号、黑体） 26 2（空一格） （小三号、黑体） 28 2 1（空一格） （四号、黑体） 27 2 1 1（空一格） （四号、宋体） 34 2 1 2 37 结 论 50 参 考 文 献 52 附录 A 54 在学研究成果 56 致 谢 57 （三号、黑体、居中、“目录”两字间空四格、与正文间空一行） nts目录 举例 nts 1（空一格） 绪论（小三号、黑体） 1 1（空一格）立题背景（四号、黑体） （内容小四号宋体） 1 2（空一格） （四号、黑体） 1 2 1（空一格） （四号楷体） （内容小四号宋体） 1 2 2（空一格）（四号楷体） （内容小四号宋体） 1 2 3（空一格）（四号楷体） （内容小四号宋体） 1 3 （空一行） 正 文 1 如第一章绪论 正 文采用双面打印 nts正文例 1 nts2（空一格） （小三号、黑体） 2 1（空一格） （四号、黑体） 2 2（空一格） （四号、黑体） 2 2 1（空一格） （四号楷体） （内容小四号宋体） 2 2 2（空一格）（四号楷体） （内容小四号宋体） 2 2 3（空一格）（四号楷体） 正 文 2 如 第 二章 nts 图、表、公式 （ 1）图 要精选，要具有自明性，切忌与表及文字表达重复。 要清楚，但坐标比例不要过分放大，同一图上不同曲线的点要分别用不同形状标出。 图中的术语、符号、单位等应同正文表达所用一致。 图序及图名居中置于图的下方。图名采用中英文对照，英文（ Times New Roman）字体 5号，中文宋体 5号。 正文例 2 nts正文例 3 （ 2）表 表应有表序和简短准确的题名，位于表的上方居中。表的题名采用中英文对照，英文（ Times New Roman）字体 5号，中文宋体 5号。 所有表格采用三线制。 表中参数应标明量和单位的符号。 (3）公式 公式的编号用括号括起写在右边行末，其间不加虚线。 图、表、公式等与正文之间要有一行的间距。 文中的图、表、公式、附注一律采阿拉伯数字分章编号。如：图 2-5，表 3-2，公式（ 5-1）等。若图或表中有附注，采用英文小写字母顺序编号，附注写在图或表的下方。 nts正文例 4 量和单位 要严格执行（ GB3100-3102： 93）中有关量和单位的规定（具体要求请参阅 常用量和单位 ，计量出版社， 1996），不得使用非法计量单位及符号。计量单位符号，除用人名命名的单位第一个字母用大写之外，一律用小写字母。 （ 1）非物理量单位（如件、台、人、元、次等）可以采用汉字与单位符号混写的方式，如“万tkm”。 （ 2）文稿叙述中不定数字之后允许用中文计量单位符号，如“几千克至 1000kg”。 （ 3）表达时刻时应采用中文计量单位，如“上午8点 45分”，不能写成“ 8h45min”。 （ 4）单位名称的书写，可以采用国际通用符号，也可用中文名称，但全文应统一，不要两种混用。 nts结 论 论文应有结论。论文的结论是最终的、总体的结论，不是正文中各段的小结的简单重复。结论应该观点明确、严谨、完整、准确、精炼。文字必须简明扼要。如果不可能导出应有的结论，也可以没有结论而进行必要的讨论。 可以在结论或讨论中提出建议、研究设想、仪器设备改进意见、尚待解决的问题等。 不要简单重复罗列实验结果，要认真阐明本人在科研工作中创造性的成果和新见解，在本领域中的地位和作用，新见解的意义。 对存在的问题和不足应作出客观的叙述。应严格区分自己的成果与他人（特别是导师的）科研成果的界限 nts结论举例 也可以写成 “总结与展望” nts致 谢 以在正文后对下列方面致谢： a.提供资助设计研究工作的奖学金基金、合同单位、资助或支持的企业、组织或个人； b.协助完成研究工作和提供便利条件的组织或个人； c.在设计工作中提出建议和提供帮助的人； d.给予转载和引用权的资料、图片、文献、研究思想和设想的所有者； e.其他应感谢的组织或个人。 致谢辞应谦虚诚恳，实事求是。主要感谢导师和对论文工作有直接贡献及帮助的人士和单位。学位申请人的家属及亲朋好友等与论文无直接关系的人员，一般不列入致谢的范围。 nts致 谢 举 例 nts参考文献：（四号黑体左顶格） 只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献资料。正文中应按顺序在引用参考文献处的文字右上角用 标明， 中序号应与“参考文献”中序号一致。参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。 根据 中国学术期刊检索与评价数据规范 的要求书写参考文献，并按顺序编码制，作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过 3人写“ et al”(斜体 )。 参考文献类型及其标识 参考文献类型专著论文集报纸文章期刊文章学位论文报告标准专利文献类型标识MCNJDRSP 电子参考文献类型数据库计算机程序电子公告电子文献类型标识 DBCPEB文后参考文献表的编排格式和示例如下 ： 1、专著 序号 作者 .文献题名 文献类型标识 .出版地 :出版者 ,出版年 .起止页码 (任选 ). 例： 4 牛光庭 .建筑材料 M.北京 :水利电力出版社 .1993. 2、学位论文 序号 作者 .文献题名 文献类型标识 .所在地 :作者单位 ,年度 . 例： 1 刘伟 .汉字不同视觉识别方式的理论和实证研究 D.北京 :北京师范大学心理系，1998. 3、报告 序号 作者 .文献题名 文献类型标识 .所在地 :作者单位 ,年度 . 例： 1 白秀水，刘敢，任保平 . 西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究R. 西安 :陕西师范大学西北经济发展研究中心 ,1998. 4、期刊文章 序号 作者 .文献题名 J.刊名 ,年 ,卷号 (期号 ):起止页码 . nts 例： 1 赵强 ,孟祥龙 .增强自调匀整混合环控制稳定性的研究 J.纺织学报 ,2004,25（ 6） :7-9. 2 Nagai N, Nagata K, et al. Quercetin Suppresses Heat Shock Response by Down-regulation of HSFIJ.Biochemical and Research Communication,2002,208(3):1105. 5、论文集中的析出文献 序号 析出文献主要责任者 .析出文献题名 A.原文献主要责任者 .原文献题名 C.出版地：出版者 ,出版年 .析出文献起止页码 . 例： 1 钟文发 .非线性规划在可燃毒物配置中的应用 A.赵玮 .运筹学的理论与应用 中国运筹学会第五届大会论文集 C.西安 :西安电子科技大学出版社 ,1996.468-471. 6、报纸文章 序号 主要责任者 .文献题名 N.报纸名 ,出版日期 (版次 ). 例： 1 李大伦 .经济全球化的重要性 N.光明日报 ,1998-12-27,（ 3） . 7、国际、国家标准 序号 标准编号 ,标准名称 S. 例： 10 GB50023-95，建筑抗震鉴定标准 S. 8、专利 序号 专利所有者 .专利题名 P.专利国别 :专利号 ,出版日期 . 例： 6 孔一庆 .一种硅材料的制备方法 P.中国专利 :CN891056088,1982-05-02. 9、电子文献 序号 主要责任者 .电子文献题名 电子文献及载体类型标识 .电子文献的出处或可获得地址 ,发表或更新日期 /引用日期（任选） . 例： 1 王明亮 .关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进 EB/OL.http:/www.cajcd. /pub/wml.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04 10、各种未定义类型的文献 序号 主要责任者 .文献题名 Z.出版地：出版者 ,出版年 . （ 以上序号用中扩号，与文字之间空一格。如果需要两行的，第二行文字要位于序号的后边，与第一行文字对齐。中文的用五号宋体，外文的用五号 Times New Roman字体。） nts参考文献 举例 nts附录 A XXXXXXXX(题目 ) 附录是作为论文主体的补充项目，并不是必需的。下列内容可以作为附录编于论文后： a.为了论文材料的完整，但编入正文又有损于编排的条理和逻辑性，这一类材料包括比正文更为详尽的信息、研究方法和技术更深入的叙述，建议可以阅读的参考文献题录，对了解正文内容有用的补充信息等； b.由于篇幅过大或取材于复制品而不便于编入正文的材料； c.不便于编入正文的罕见珍贵资料； d.对一般读者并非必要阅读，但对于本专业同行有参考价值的资料； e.某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、注释、统计表、计算机打印输出件等。 附录与正文连续编排页码。论文的附录依序用大写正体英文字母 、 、 编序号，如：附录 。附录中的图、表、式、参考文献等应另外编号，与正文分开，一律也用阿拉伯数字编码，但在编码前题以附录序码，如：图 1 ；表 2 ；式 (3) ；文献 5 等。 nts附录举例 nts在学研究成果 (有的话列上 ) 一、在学期间做过的相关设计情况 二、在学期间所获的设计方面的奖励 三、在学期间发表的相关论文 在学研究成果内容须符合以下两条要求： a. 国家、省市、行业协会颁发的科技奖或组织的成果鉴定； b.正式发表（包括已正式录用）的期刊论文、国内外大型学术会议论文。 四、正在进行的研究课题，尚未发表或正式录用的文章等不可填为在学研究成果。 nts摘 要 煤矿井下 6 k V 电网防爆开关是矿井供电系统的关键设备，它负责向工作面和掘进面的工机械提供电能。长期以来现场所使用的这种开关载流能力小、保护简单、故障率高，直接影矿井供电的可靠性、安全性和连续性，因此研究高性能的 6 k V 防爆开关综合保护系统对提高供电质量、保障人身安全，完善电网保护不仅具有重要的现实意义而且具有较高的经济价值。 本文深入系统地研究了基于 Intel80Cl96 K B 单片机控制的 6 k V 爆开关综合保护系统，主要内容如下 : 针对大型及特大型矿井供电系统中性点普遍采用消弧 线圈接地方式的现状，回顾了国内外矿用高压防爆开关保护系统的发展历史，分析了目前国内高压馈电开关保护系统所存在的问题，提出了“ 基于零序电压基波启动，五次谐波功率方向比较”的选择性漏电保护原理，设计了相应的五次谐波提取电路和功率方向鉴别电路。实验结果表明 :该保护原理不仅适用于中性点绝缘的供电系统，而且适用于中性点经消弧线圈接地的供电系统，提高了选择性漏电的动作可靠性，保证了动作值的稳定性。 通过分析 6 k V 电缆绝缘监视保护的特点， 提出了在高压电缆监视线与接地线之间附加直流电源并利用 V / F 转换实现监视 保护的新方法，设计了相应的电路。实验证明 :该方法可有效地检测电缆的绝缘状祝，并实现了电缆短路故障时的超前切断功能。 以 8 O C 1 9 6 K B 单片机为中央控制单元，设计了一种新型智能化高压开关综合保护系统。该系统能自动判断短路、过载、过压、欠压 漏电等故障，并对高压电缆的绝缘水平进行实时监测，大屏幕液晶显示器实现了电网参数的轮流显示， 通过拨码盘输入系统各项整定参数，真正实现了保护系统数字化。 综合保护系统直接对传感器二次交流信号高速采样，利用傅立叶算法获取所需电压、电流等参数， 然后对需控量进行监视 、分析、统计和判断，从而使可信度、可靠性得到保障。 本文分析了工业生产环境存在的千扰源及所产生干扰信号的特征，针对不同特征的干扰信号，制定了相应的硬件、软件防治措施 .该测控系统性能稳定，动作可靠，且易于操作，具有传统保护系统无法比拟的实用性和可靠性。 关键词 : 综合保护 微机控制 高压防爆开关 高压电网 nts选择性漏电保护 ABSTRACT The high-voltage flameproof switchgear is a key apparatus for 6kV-power Supply system in underground mines. The switchgear is used for supplying Power energy to HV working machinery or next IV distribution station in coalface. However , there have been many disadvantages with the HV flameproof switchgear widely used in underground for long time , such as smaller breaking capacity ,simpler protection system and higher fault probability , which impairs the reliability , safety and continuity of underground power distribution system.It is hence important to develop a kind of new intelligent protection system with wonderful performances used in flameproof switchgear which can not only improve the supply quality of underground HV distribution system but also perfect its protective properties.Especially can prevent the underground from gas explosion and guarantee the operating safety for underground worker. According to the present actual underground power system which neutral point is grounded through arc suppression, coil in many supper big shaft, the development history and present situation of synthetic protection system used in HV flameproof switchgear are reviewed, and on the basis of an alyzing the problems existed in high voltage flameproof switchgear, the selective leakage protective method based on the detecting harmonic direction of zero sequence currentaswellasthevalueofzerosequencevoltageisproposedinthispaper, andatthesametime,harmoniesextractingschematicandtransformingcircuitarealsodesigned. It has been proved by tests inour resultsthatthisprotectivemethod issuitablenotonlyforneutralpointinsulatedsystem,but also forneutralpoint groundedsystemthrougharcsuppressioncoil. A protectivemethodbasedonVoltage-Frequency-Converterand additionalDCmeasuringtheinsulationbetweenmonitorwireandgroundlines ofHVdoublescreencableisdevelopedandrealizedbyanaloganddigital 1 绪论 ntsK e y Wa r d s : s y n t h e t i c p r o t e c t i o n m i c r o c o m p u t e r c o n t r o l H V f l a m e p r o o f s w i t c h g e a r H V d i s t r i b u t i o n n e t w o r k s s e l e c t i v e l e a k a g e p r o t e c t i o n 1.1 研究高压防爆开关综合保护的意义 随着煤矿现代化程度的不断提高和井下高压供电距离的增加，对煤矿井下供电系统可靠性、安全性和连续性的要求越来越高 ;同时，由于煤矿井下工作环境恶劣，负荷波动大，工况很不稳定，瓦斯煤尘积聚、滴水冒顶事故等会使电气设备绝缘强度逐渐降低。同时由于操作人员维护不当或操作错误、输电线路的导线断裂等原因，经常会出现漏电及单相接地故障。接地故障若不及时排除，电网各相线会运行在线电压下，长期运行将导致绝缘击穿，甚至发生三相或两相短路事故。单 相接地、相间短路故障发生时产生的电弧能量会引起瓦斯、煤尘爆炸，直接危及人身安全和矿井生产。为了避免事故的发生，保障人身安全，有效减小事故范围，研究高性能的高压防爆开关综合保护系统具有重要的现实意义和重大的经济价值。 高压开关综合保护是煤矿井下高压供电系统终端线路的主保护，它起到了保护高压电缆和变压器的作用。对于电缆和变压器发生短路、过流、漏电和电缆损坏等故障都能起到保护作用，从而能够保证其控制的整个高压线路的供电安全。因此高压防爆开关综合保护系统的好坏将直接影响到煤矿井下供电的安全性和可靠性。 1.2 高压 开关综合保护系统的基本要求 根据矿井供电系统在矿井生产中的核心作用，参考 煤矿安全规程，安装于高压防爆馈电开关中的综合保护系统应满足以下四项基本要求： (1) 选择性 保护的动作应具有选择性。即它是有选择地切除电网中发生故障的支路，而保证非故障支路供电的连续性，尽量缩小中断供电的范围。 (2) 可靠性 保护系统能准确判断故障，可靠执行命令 ;但当其它支路发生故障时，本支路保护不应发出跳闸命令，即不产生误动的现象。 (3) 快速性 本支路发生故障后，保护系统应快速动作，防止故障范围扩大，降低电气设备的损坏程度。 (4) 灵敏度 保护系统应 具有较强反应故障的能力。即不论在保nts护范围的始端端发生故障，保护系统均应准确反应还是在保护范围的末，甚至在后备保护范围发生故障时，也应具有一定的反应能力。 鉴于保护系统在矿井供电系统中的重要作用，多年来，广大科技工作人员都非常重视这一领域的研究，高压综合保护是矿井供电系统保护中的一种，多年来经过了数次更新换代，但从现场运行的情况看，这些保护系统误动和拒动的现象时有发生，不能完全满足供电系统保护的四项基本要求，所以其保护性能仍然有待进一步完善和提高。 1.3 高压开关综合保护系统的研究现状和发展趋势 1.3.1 高压开关综合保护系统发展过程 早期的高压开关是油开关，仅有电流互感器和电压互感器，保护功能简单，主要元件为过流继电器和高压熔断器。自从五十年代引进国外高压防爆开关以来，其综合保护系统的发展大致经历了两个阶段 :模拟电路阶段和以模拟电路为主、数字电路为辅的阶段，以国营汾西机器厂生产的 BGP7.6 型高压真空配电装置和德国 8SN,型高压开关箱为典型代表。两个阶段的高压开关综合保护对煤矿井下的供电安全都起到了一定的积极作用。但是由于它们主要采用模拟电路，电路参数的分散性大，易受环境的干扰，影响了综合保护系统可靠性的 提高。 目前现场使用最多的是集成电路型，如沈阳市天行电子有限公司生产的 GZBJ-3型高压综合保护装置集成电路型保护具有功耗小、特性好、 J 性能稳定、体积小、使用方便等特点，对高压综合保护系统的更新换代起到了一定的推动作用。近年来，随着计算机检测技术的飞速发展，集成电路型保护所存在的问题和不足暴露的越来越明显 :电路复杂、硬件成本高 、操作复杂、自动化程度低等，这些缺点限制了它的进一步发展。而单片机控制以其优良的性能，在现代控制领域掀起一场新的革命。自从 1984 年 5 月12 日由杨奇逊教授主持研制的第一套微机保护系 统在河北马头电厂投入运行以来，微机型继电保护的发展已经历了十几年的历史，而且在电力系统中显示出不可替代的重要作用。实践证明，微机保护依赖其强大的计算能力和逻辑判断能力，能够实现许多传统保护不能实现的功能，并 且它具有非常高的可靠性和准确性。同别的控制领域一样，矿用高压开关的保护也进入了微机保护时代。但在煤矿井下，微机保护尚没有成功地推广。从技术和经济角度考虑，现在煤矿己经具备用微机构成保护系统的条件，因此矿用nts高压开关的继电保护、显示、控制必然走向智能化。本课题正是适应这一发展趋势而提出的。 1.3.2 国内外 高压开关综合保护系统的发展现状 1)国内高压开关综合保护系统的发展现状 目前国内现场所使用的高压开关综合保护系统大部分仍采用集成电路 型，工程技术人员就保护单元的设计，不断提出新的优化方案。沈阳市天行电子有限公司生产的 GZBJ-3 型高压综合保护系统，用于 3-10kV 级中性点不接地供电系统中，它采用小规模集成电路组成故障判断单元，磁保持故障记忆元件记忆最近发生的故障类别。该保护系统由电源模块、短路模块、漏电模块、绝缘监视模块组成，有利于故障鉴别和维护，但其过载延时采用 R.C器件，延时不准确。漏电保护采用零序电 流功率方向保护原理，仅适用于电网中性点绝缘的供电系统中。 北京安华顺诚电子工程有限公司生产的 SDZB 系列多功能高压馈电综合保护器 41，采用先进的计算机数字技术，是10kV.6kV.3.3kV 各变压器中性点不接地供、变电系统及中性点接地欠补偿系统中电力开关专用多功能综合保护器，具有短路、过流、绝缘监视和功率方向型漏电保护功能，目前己占有相当的市场份额。但其整定值分档可调，没有实现连续整定，采用数码管显示，显示内容只有电压和电流，缺乏良好的人机界面，另外还存在缺乏自诊断的功能。 我国现有高压综合保护产品的测试 与实际使用结果表明： 各厂家高压综合保护系统漏电保护均存在不同程度的拒动和误动现象，保护中所采用的选择性漏电保护原理仅适用于中性点绝缘的供电系统，对中性点经消弧线圈接地的供电系统不能实现选择性漏电保护功能。 过载保护动作时间不准确，反时限特性不理想。 短路或漏电保护固有动作时间长，实时性差。 零序电流互感器 ( Z S C T ) 灵敏度差， 只有少数型号的高压综合保护系统其零序电流互感器二次输出波形不发生畸变。 其它如保护不能自检，保护传感器选择不合适，缺乏必要的抗干扰措施等均有存在。 2)国外商压开关综合保护系统的发展现状 本世纪二三十年代，采煤技术发达的德国、前苏联和英国等国家先后开展井电气安全的研究工作。八十多年来，这个领域的研究不断取得新的进步，隔爆型、本质安全型电气设备在煤矿井下逐步得到了广泛的应用。 nts西门子公司的 8SN2 型高压防爆开关中的保护单元，采用分立元件、 模拟电路，具有短路保护、漏电保护和绝缘监视保护功能，是一种比较完善的保护系统，并可实现就地或远方控制。 近几年，英国、德国等西方主要产煤国在高压继电保护方面均趋于利用计算机功能多、可靠性高的优点，大量采用计算机控制，使 继电保护具有多功能、智能化的优点。国外许多公司都相继推出了性能优越的微机保护系统，如英国华莱公司的双速开关保护系统，由 8085CPU 实现微机式保护，保护系统采用了模块插件式结构，由输入板，主控板，输出板，显示板和电源板组成。德国 Siemens 公司生产的 Siprotec4 系列多功能保护继电器，不仅具有完善的保护功能，而且具有良好的人机界面。既能用于地面的供电系统，又能运用于矿井供电系统 1.3.3 商压开关综合保护系统的展望 近年来，随着电力系统的发展和对安全运行要求的提高，有时常规的继电保护和故障诊断技术不 能完全适应不断发展变化的电网运行工况，于是研究人员提出了自适应继电保护和智能故障诊断技术。人工神经网络 (artificialneuralnetwork ,简写为 ANN)技术已得到电力系统研究人员的高度重视和广泛研究。 ANN 是由众多的神经元 (neural)广泛互连而成的网络。在信号处理上与传统的数字计算机有着根本的不同，它具有大规模并行分布处理、连续时间动力学和网络全局作用等特点，利用 ANN 的高度并行处理和近似推理，实现对电力系统运行方式和故障类型的诊断和识别，可以实时实现难以用常规保护实现的最优算法 ;利 用 ANN 的高度容错能力，可使保护具有更高的可靠性。更重要的是， ANN 具有自适应和自学习能力，能使保护和故障诊断具有更强的自适应能力。 模糊控制器以模糊集合理论为基础，模拟人的知识表达、知识推理方法，其基本组成部分包括 :模糊化、模糊控制规则、模糊推理和精确化。模糊控制是一种类人智能控制，可以实现非线性控制，可以得到比常规控制更优良的控制效果，能实现对复杂过程的控制。 综合利用模糊理论及人工神经网络各自的特点形成的模糊神经网络已成为研究提高电力系统继电保护可靠性、快速性、灵敏性及选择性的一个重要发展方向。由于模 糊神经网络中已经融入了模糊控制系统的所有信息，包括影响模糊控制器控制性能的所nts有参数，因此可通过对其权值和阀值的调整来实现对模糊控制系统参数的综合优化调整，提高控制器的控制精度， 保证系统的可靠运行。 1.4 新型徽机综合保护系统研究的必要性 我国矿井高压供电系统属于小电流接地运行方式，一般由三级变电所组成 :地面变电所、井下中央变电所和采区变电所。矿井地面变电所是矿山供电的枢纽，它担负着向井上、下变配电的任务，它将 35kV 电压降为 6-10kV，向额定电压为 10kV 及以下的用电设备供电。井下中央变电所一般设在靠 副井的井底车场范围内，负责向下一级变电所分配电能。采区变电所是采区的供电枢纽，它接受井下中央 (配 )电所送来的高压电能，变成低压后，分配或直接配给采掘工作面配电点或用电设备。一般情况下，采区变电所将 6kV 高压送到靠近用电负荷的移动变电站后变成低压，再送至配电点或用电设备，即供电方式为采区变电所一移动变电站一工作面配电点 据 煤矿安全规程的要求，三级变电所均须装设有选择性漏电保护系统。早在 60 年代，我国就开始对矿井高压电网漏电保护原理和系统进行研究。迄今为止，保护原理有附加直流检测法、零序电流法、零序电压 法、功率方向法等多种，相应也先后开发研制出几代产品。这些系统都不同程度地在矿井高压电网的安全供电中发挥过积极作用。但是，由于受电力电子技术，微电子技术等相关领域科技水平的限制，以及对井下高压电网运行规律认识不足，使得过去这些漏电保护系统动作可靠性较差、误判率较高。另外，随着煤矿生产用电量的不断增加，井下供电系统的供电方式及对供电系统的技术要求也在发生变化。根据 60 年代对数十对矿井电网单相接地电流实测，仅有极个别矿井电网的单相接地电流超过 20A 的限值 ; 1988 年由煤炭部组成的专家组又对各国统煤矿的供电系统进 行了抽样调查，调查结果表明 :单相接地电流超过 20A 的矿井己占总数的 51.6%;1992 年又上升为 63.2%。目前，单相接地电流超限的矿井已高达 70%以上，其中半数以上大于30A，最高可达 70A，如此大的接地电流使得间歇性电弧不能自动熄灭，产生危险的电弧接地过电压，使单相接地故障扩大为两相接地短路故障。同时，电弧的存在还增加了瓦斯、煤层爆炸的危险性。因此，必须采取措施对单相接地电流加以限制。煤矿安全规程没有明确指定采取何种措施，但要求一定要将单相接地电流降低到 20A 以下。电力规程建议使用消弧线圈进行补偿 以降低接地电容电流，事实上这也正是目前多数矿井所采用的方法。nts尽管采用在电网中性点串接消弧线圈可以降低单相接地电流，但导致了电网中性点接地方式的改变，它对原检漏系统的检测原理产生了重大冲击，甚至破坏了原选择性漏电的保护原理，使之失效。 目前己定型生产的综合保护系统大多只适用于中性点绝缘系统。在电网中 性点加装消弧线圈后，其单相接地故障电流可能比非故障线路的还小，且相位在过补偿时与非故障支路相同，如此便导致这些零序电流型和零序功率方向型的保护系统不能满足选择性的要求。因此，适用于不同接地方式，特别是适用于井下高压供电系统使用的选择性漏电保护系统急待开发研制，它对提高煤矿井下供电安全性、可靠性和连续性具有非常重要的意义。 过去绝大多数保护都是靠低压侧执行跳闸等动作，低压侧保护的优点是电压低，继电保护方便、容易。但存在以下缺点： 随着移动变电站容量的增大，低压侧电流增大。这是因为低压馈电开关的电压不超过 1140V，变电站容量增大时的低压侧电流增大。例如容量增大到 1600kVA，低压电流达到 800A，正常情况下操作已经比较困难。如果发生短路，短路电流成倍增大，实现保护难度更大。 变压器内部发生短路时，由于分断电流小，低 压侧无法检测，如果高压侧没有设置保护系统，影响中间电路正常运行。 采用高压开关保护把变压器及被保护线路看作一个整体，高压侧电压高，但电流小，从现代变电站实际情况考虑，在高压侧保护具有重要的经济意义。另外，微机保护在开发过程中，充分发挥了计算机的灵活、快速、准确的特点，使继电保护技术得以不断完善和进步，在功能和性能上都显著优于传统的模拟式保护。其主要原因在于 : 继电保护功能由硬件和软件联合确定 ; 微机具有较强的逻辑判断和计算功能 : 具有较强的记忆功能和快速反 应能力 ; 具有强大的通讯功能，可实现网络化管理。 这些优点都是传统继电保护无法比拟的。 针对以上情况，研制矿用隔爆型高压开关综合保护系统，将微机保护推广应用于我国煤矿井下，进一步提高保护性能，满足煤矿生产需要，是本课题的研究目标。 1.5 本文研究的主要内容： 通过实验研究矿井高压电网各种运行方式下漏电的故障nts特征，在此基础上采用 “零序电压启动、提取电网零序电压五次谐波与零序电流五次谐波进行比相”来完成选择性漏电保护，以适应煤矿井下不同中性点接地方式下不同漏电故障特征值的情况 。研究能满足这一功能要求的硬件电路 ; 研究矿井高压电网供电系统的各种保护原理，在此基础上，对供电系统中的故障状态进行仿真实验 ; 研究测控系统各种特征参量的检测方法和检测技术，提出综合保护系统的总体方案，确定系统的采样方式及相应的算法。 开发以单片机 80C196KB 为核心的测控系统，建立大屏幕液晶显示系统和通讯系统。 对煤矿井下恶劣环境下的各种干扰源进行仿真实验，提出针对性的抗干扰措施，以提高测控综合保护系统的工作可靠性。 2. 6kV 供电系统的保护原理 2.1 概述 煤矿安全规程规定 :井下高压变电站应装设短路、过载、欠压保护，为保证有选择性地切除漏电故障，应设有选择性漏电保护，在使用屏蔽电缆的场合，还应设置绝缘监视保护 本章首先分析了现有高压综合保护系统各种保护的工作原理及其所存在的问题，针对这些问题，针对性地提出了解决方案，特别是对于中性点经消弧线圈接地供电系统的选择性漏电保护，提出了采用零序基波电压启动，五次谐波功率方向比较的保护方案，有效地解决了这种供电系统中原选择性漏电保护的误动和拒动问题。 2.2 短路保护 2.2.1 高压电网的短路故障特征 短路是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，各种类型的短路故障是煤矿井下最常见的故障之一。短路故障包括 :三相短路、两相短路、两相接地短路，以及变压器绕组匝间短路。 在高压综合保护中，对各种短路故障都应采取电流速断保护。电网正常运行时，输电线路上通过负荷电流，发生相间短路时通过短路电流，短路电流往往比负荷电流大得多。所以短路保护一般都采用电流检测原则，以电流的幅值作为判据，根据短路时通过保护系统的电流大小来选择动作电流的大小，以动作电流的大小来控制保护系统的保护范围。但这一种判据有 时不够可靠，会nts形成保护 “盲区”。 6kV 供电系统短路保护示意图如图 2-1 所示，图中 :T 为电源变压器，1SW、2SW、3SW为各支路断路器，1M,2M为电动机。变压器到2d的电缆截面积小，距离长 ;到1d的电缆截面积大，距离近。2d处发生短路故障时的最小两相短路电流2mindI，可能会小于1d处最大起动电流/dqI，即 2mindIRb nts 这时变压器出口处短路时的功率因数 cos 很小，一般小于0.2，相敏保护也存在一定的“死区”。为了消除这一弊端，这种情况下需采取另外一种附加措施 :即当线路电流特别大时，不管相位角如何，短路保护都应该动作。 高压开关所控制和保护的线路是煤矿井下电网的高压终端线路，具有线路一变压器组的接线特点，线路和变压器可以看成是一个元件，因此，短路保护可以整定为保护整个线路 (包括变压器 )。短路保护的整定值必须 大于变压器的尖峰负荷，而对于变压器低压侧出线端在最小运行方式下发生两相短路故障时短路电流能够满足灵敏度的要求，从而确保短路保护能保护整个线路。同时，短路保护的整定值应该考虑到变压器的励磁涌流和电机的起动电流。变压器在正常工作状态和外部故障时的励磁涌流很小，但是，变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复的暂态过程中，励磁电流大大增加，其数值可达变压器额定电流的 6-8 倍，因此在整定时励磁涌流是一个必须考虑的因素。 通过上面的分析可知，相敏保护以两个电气参量为取样量，提高了动作的可靠性。尤其是当短路电流较小而功率因 数较大的情况下，动作更准确。再配合辅助判据，使得短路故障的判别比较准确和可靠。 2.3 过负荷 (过载 )保护 2.3.1 过载特性 过载是一种非正常运行状态，一定范围或一定时间内的过载是允许的，但长时间过载是不允许的。长时间过负荷会导致电缆的热量积聚，其电气绝缘水平会逐渐下降，最终导致绝缘击穿，设备损坏。热量的集聚与电流及时间两个因素有关。 过载的判别方法采取电流取样原则，过载电流一般比短路电流小。 过载保护的实现采用反时限动作特性，过载倍数 (实际电流/额定工作电流， Ig/Ie)越高，允许过载的时间越短。 过载整定范围经查证得知整定范围定为 0.6-1.2 倍额定电流间整定，整定误差不超过 10%。按 ZBK3506-89 的规定 “标准电子式过流反时限继电保护系统延时在 0.5-1.6s 之间连续可调”，因此，综合保护系统的过载延时定为 0.5-1.6s 过载反时限特性与设备、线路的实际过载特性有关，过载反时限特性 nts 曲线如图 2-2 所示。 2.3.2 热积累 由于电网的负荷波动大，使线路中电流发生变化。在过载过程中，有时本次延时保护还没有动作时，过载特性即发生变化 ，使保护返回，重新计时，造成热量的积累，这样连续过载使得热量不能立刻完全散走，还有可能出现断续过载，在热量没有完全散走的情况下，保护重新计时，造成设备 (如电缆 )和开关出现热积累，所以热量积累的问题必须加以考虑。为了描述高压综合保护的热积累效应问题，定义热积累系数 C，按下式计算 : 3 3 3( ) / 1 0 0 %C t t t 式中 : 3t一由冷态时测得的 3 倍过载动作时间， s; 3t-3 倍断续过载最后动作时间， s。 我们先看一下各种过负荷情况，然后讨论解决的方法。 nts对于图 2-3 中的情况，过负荷始终保持一个过负荷倍数 值，根据实际情况确定相应的时间整定值acT，并按此反时限规律决定跳闸的时间。 对于图 2-4 中的情况，过负荷一段时间，未达到动作时限前返回正常状态，依据经验，恢复正常后经过 3 倍过负荷的时间，开关才可能恢复到原来的额定温升状态。在程序中，过负荷的时间可计时为1t，在达到正常合闸以前，按一定的倍数关系对1t倒计时。例如 :过负荷时，每次循环1t增加 3，回到正常后每次循环1t减去 1。当1t又回到 0 时，表示又回到原来的温升。 对图 2-5 中的情况，过负荷情况比较复杂。在过负荷倍数为八的情况下，过负荷一段时间，还有可能又回到正常的 状态。对于这种情况，我们采用了将第一次过负荷的时间折合到第二次过负荷的时间2t中，即第一次过负荷的时间1t相当于第二次过负荷2t时间的热积累。在折合过程中，必须考虑热积累系数 C, 总之，过载保护既要考虑热积累，又要保证正常工作而不频繁断电。 nts 总之，过载保护既要考虑热积累，又要保证正常工作而不频繁断电。 2.4 欠压、过压保护 在正常情况下，配电线 路和开关设备等对地绝缘，只承受相电压。由于某些原因，电网的电磁能量发生突变，造成电压异常升高，出现危及设备绝缘的电压称为过电压。而电压过低则称为欠电压。 当实际电压等于或大于 118%额定电压时，判定为过电压。实际电压等于或低于 65%额定电压时，判定为欠电压。二者均属不正常工作状态。 欠压保护还可以作为短路保护的后备保护，当发生非金属性短路故障时，母线上的电压有可能不为 0，这时通过欠压保护实现短路保护后备保护。 系统通过直接交流采样，判断操作过电压的范围，进而确定是否发生欠压或过压不正常状态。高压开关中还采用 压敏电阻吸收瞬时操作过电压，保证过电压不超过额定相电压 (峰值 )的 2.5倍。压敏电阻是一种以氧化锌为主要成分的非线性电阻。当过电压超过预先选定的压敏电阻动作电压时，压敏电阻就显示出低阻特性，使存在于负载回路中的能量通过压敏电阻释放掉。待过电压波过去后，压敏电阻又自动恢复原来的高阻特性。实验证明，氧化锌压敏电阻的动作可靠，保护效果较好，并且体积较小，费nts用低。 10kV 的氧化锌压敏电阻使用在 6kV 的线路中，过电压可限制在 2.5 倍相电压以下。 2 . 5 选择性漏电保护 2 . 5 . 1 矿井高 压电网漏电故障特征 煤 矿安全规程规定煤矿井下高压电网必须采用中性点绝缘方式供电，但是正如绪言中指出的那样，为限制超标的单相接地电容电流，有些矿井电网特别是大型矿井电网中性点采用了消弧线圈接地方式，这将影响原有选择性漏电保护系统的正常工作。本节对电网两种中性点接地方式下的漏电故障特性进行分析、比较，并对目前使用的高压选择性漏电保护系统的原理进行归纳总结，然后就消弧线圈补偿对目前通用的选择性漏电系统产生的影响进行分析，提出一种合理、有效的保护方案。 2.5.2 漏电故障暂态特性 根据己有的研究结果，矿井高压电网漏电故障的 暂态过程有如下特征 : (1) 电流瞬态有效值 L 匕稳态有效值大，瞬时值更大 : (2) 消弧线圈补偿时，在脱谐度 PtT,，避免中断服务的时间大于采样时间ST，造成采样点偏离预定点，使计算结果出现错误。 图 5-3 为软件定时中断 2 服务程序框图。数据采集指依次接通 A/D 转换器的通道 0-6，启动 A/D 转 换。将转换的数据存放到数据缓冲区中，程序对每个通道依次采集 12 个点 (一个周期 )，运用傅氏算法计算出幅值，并根据幅值的大小等判断故障类型，再根据故障类型进行相应的处理，如 跳闸、显 示 故 障 类 型 等 。 nts nts 5.2 初始化及自检 初始化中执行的程序内容如图 5-5 所示。 系统的初始化程序包括单片机 80C196KB 特殊功能寄存 器的初始化、各个状态变量的初始化以及可编程接口芯片 8255 的初始化。 单片机 80C196KB 特殊功能寄存器包括 : HIS-MODE 高速输入形式寄存器， IOCO, /IO控制口寄存器INT-MASK 中断屏蔽寄存器， INT-PEND 中断悬挂寄存器，其设置如下 : LDB INT-MASK1,#00000011B ;允许 RI,TI 中断 nts LDB INT-MASK,#01110001B CLRB INT-PENDI CLRB INT-PEND LDB IOC1,#20H 8255 初始化程序如下 : LD DX,#OFFC7H ： 8255(1)初始化 A 口、 B 口、 C 口输出 LDB AL,#10000000B STB AL, DX LDDX,#OFFDEH ： 8255(2)初始化 A 口、 B 口输入， C 口输出 LDB AL,#10010010B STB AL,DX 程序的自检包括 RAM 自检、 EPROM 自检及 /AD转换器自检。当自检不通过时，程序通过显示单元显示哪一项自检出现错误，且一直自检，直到自检项目全部通过为止。 对于随机存储器的自检，可在存储区 8000H-OBFFFH 依次先写入 OOH,然后读出该数据校验 :随后写入 OFFH，再读出校验。这样，就可将整个 RAM区都进行自检。 /AD转换器自检是在多路转换开关 MAX308 的 某一端加入一标准的2.5V 直流电压，系统开机自检时先接通这一路进行 AD 转换，如多次采样后的平均值在 OCOOH 附近时，则证明 A/D 转换器没有错误 ;否则，应检查多路转换开关 MAX308 与 A/D 转换器 AD1674 是否损坏 . EPROM 的自检采用 “校验和”的方法，即将 EPROM 中的内容从2000H 一直累加到 7FFDH,溢出不计，结果与放于 7FFEH,7FFFH 的字相比较，若相等，则该系统中 EPROM 正确 ;若不等，应检查系统中的 EPROM芯片。 5.4.1 采样数据的预处理 nts 采样数据的预 处理是指 CPU 读取 /AD转换器的输出数据后，将该数据加工成直接反映被转换信号大小的数据处理过程。由于 AD1674 是 12 位双极性输入，当输入电压 Ui 从一 5V 变化到 +5V 时，输出的 12 位二进制数据从 OOOH 变换到 FFFH，其输入特性如图 5-7 所示。 由图 5-6 可知，当输入iU=5V 时，输出为 OOOH;输入iU=0V 时，输出为 7FFH;输入“iU=0V时，输出时 800H;输入iU=5V 时，输出为 OFFFH. nts因此，输出最高位 D11 是符号位， D11=0 表示iU0, D10-DO 共 11 位是数值位。当 D11=0 时，数值位不变而 D11 取反就得到数字量的补码形式 (数字量位 OOOH 时例外 );当 D11=1 时，数值位即反映被转换电压的大小。这种形式的数字量输 出也称为偏移二进制输出。 5.4.2 U,I 计算子程序 利用傅氏算法，通过对最近采集的一个周期 12 个点进行计算，求出电量的实部和虚部，其平方和开方就是电量的幅值。框图见图 5-8。其中子程序 SQRT 计算一个数值的平方根，子程序 SQR 计算两个数值的平方和。K1.K2:分别为电压互感器和电流互感器的变比。 5.5 各种故障分析处理 故障的判断包括短路、过 压、欠压、过载、漏电、绝缘监视。根据不同的故障类型，采取不同的措施。 具体处理软件流程如图 5-9 所示。 对于漏电、过载等故障，要求延时跳闸，延时定时在 10ms 软件中断程序中累积或清除，定时的多少，从拨码盘输入相应的值， CPU 根据这个值从固定的存储器单元中读出定值。对于短路、绝缘监视等故障，要求瞬时跳闸。 nts 5.6 本章小结 本章详细介绍了系统总体软件设计方法以及软件结构，并对各功能模块分别予以说明，包括主程序模块、初始化模块、额定参数检测模块 .软件定时 器中断处理模块、傅立叶算法模块及故障处理模块。系统过载发生后采用软件定时器延时，不但准确，而且使用起来方便。软件设计采用模块化结构程序设计方法，不但便于编写、查错、测试和修改，而且能提高编程效率和nts运行的可靠性。 nts 6 保护系统抗干扰措施 6.1 概述 可靠性是对继电保护的基本要求之一，它包括两个方面 :不误动和不拒动。除了保护的基本原理应满足可靠性要求之外，还有两个因素影响保护的可靠性，这就是干扰和元件损坏，这些都不应该引起误动和拒动。保护系统微机化后，其元件数量大大减少，而且大规模集成电路 损坏率很低，特别是微机可以实现高级在线自动检测，绝大多数元件损坏都能被检测出 来并且自动报警，不会引起保护的误动。 单片机控制高压开关工作的电磁环境是比较恶劣的，综合保护系统在工作时不仅要受到从电网上传来的 “噪声”干扰，其本身也是一个很强的干扰源，像变压器绕组电流、电压的变化以及负载线上的电流频繁变化和真空断路器本身的操作过程都会产生高频噪声。尤其是，该高频信号会通过导线和空间馈入单片机系统内，造成既定程序脱离原有轨道，跳飞到其他的程序段上，造成系统的不正常工作，甚至损坏系统。所以对综合保护各 单元的抗干扰性能提出了较高的要求，尤其是单片机系统的抗干扰问题则更加重要。因此，在整个单片机系统的研制工作中，始终将抗干扰性能作为综合保护系统设计和制作时首先考虑的问题之一，并从硬件和软件两个方面采取了一系列抗干扰措施，有效地保证了系统稳定可靠地工作。 6.2 电磁干扰与抑制电磁干扰的原则 在电路中，所谓噪声就是对有用信号进行干扰，对信息传输进行阻碍的扰乱。由于噪声在一定条件下干扰电子设备的工作，所以也把这种噪声称为电磁干扰 (Electro Magnetic Interference 简称 EMI)，简称干扰。 一般来说形成电磁干扰的条件有三 :向外发送电磁干扰的源一噪声源 :传递电磁干扰的途径一噪声祸合和辐射 :承受电磁千扰的客体一受扰设备。因此为保证系统在特定的电磁环境中免受电磁干扰，必须从设计阶段起便采取三方面的抑制措施 :抑制噪声源 ;消除噪声源和受扰设备之间的噪声祸合和辐射，切断电磁干扰的传递途径，或提高传递途径 对电磁干扰的衰减作用 ;加强受扰设备抵抗电磁干扰的能力。 6.3 硬件的抗干扰设计 nts 抗干扰的硬件设计方法是基于上述抑制电磁干扰的原则，针对现场 实际情况，采用不同的措施，破坏干扰三要素中的某一因素的存在，从而达到抗干扰的目的。 实际应用系统中千扰的来源一般可分为以下三类 : 电源的干扰 : /IO通道干扰，通过与主机相连的输入通道、输出通道及与其他主机相连的相互通道进入 ; 空间干扰，通过电磁波辐射窜入系统。 电源干扰对单片机系统来说是一个较为严重的千扰源，单片机系统的电源一般都和其它设备、照明线路共用一个供电系统，它们在线路上一般都有公共地，因此其它电气设备引起的 电源噪声很容易通过电源进入单片机系统。干扰信号会通过主回路到主变压器副边，经过初、次级之问的寄生电容对变压器原边影响，最终通过电源线和地线窜入到单片机控制系统中。另外在数字电路中，当电路从一个状态转换成另一个状态时，就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。 当电路接通与断开电感负载时，产生的瞬变噪声干扰往往严重妨害系统的正常工作。实践证明，包括高频在内的多数干扰来自单片机系统所用的5V 电源，所以，对电源的净化就显得十分重要，可以 说，单片机供电电源品质的好坏是计算机免受干扰的关键因素。 利用静电屏蔽的一般原理和变压器的特殊性，可在变压器的初级绕组和次级绕组之间加屏蔽层。这相当于在变压器的初级和静电屏蔽层间接入一个旁路电容。这样，从电网进入电源变压器初级的高频干扰信号，相当一部分将不经过变压器初级与次级间的分布电容的祸合而传到次级去，而是通过静电屏蔽层直接旁路到地，从而减少了由交流电网引进的高频干扰。 6.3.1 /IO通道干扰的抑制 输入输出通道干扰是通过前向 后向接口而引入的干扰，在通道中长线 传输的干扰是主要因素。抑制此种干扰本文采用的是双绞线传输、隔离等措施。 隔离 在单片机控制的综合保护系统中，单片机系统属于弱电部分，而互感器、断路器属于强电部分，它们之间的接口直接控制着被控设备的起停，经它引入的干扰更直接、更强烈，因而被控设备成为单片机控制系统的主要干扰源。在设计中，我们通过隔离来从电路上把干扰源和易受干扰部分隔离开来，使控制系统与被控系统仅保持信号联系，但不直接发生电的联系，这样就切断了干扰通道。常用的隔离方式有光电隔离、继电器隔离等， 另外nts在布线上也应该注意隔离。 光电隔离 单片机系统其它部分与外部信息交换通道均采取光电隔离。光电祸合器的输入阻抗低，而干扰内阻一般很大，按分压比原理传送到光电祸合器输入端的干扰电压就变得很小了，即使电压幅值很高的干扰，由于没有足够的能量，也不能使二极管发光，即抑制了干扰。 布线隔离 将微弱信号电路与易产生噪声污染的电路分开布线，最 基本的做法是强电信号线和弱电信号线分开 ;高频信号线和低频信号线分 开 :交流和直流分开 ;电源线和信号线分开 ;数字信号线和模拟信号线分开。实践证明，布线间 隔越大，离地越近，线越短，噪声越小。 6.3.2 印刷电路板抗干扰措施 印刷电路板是器件、信号线、电源线的高密度集合体，所以印刷电路板设计得好坏对抗干扰能力影响很大，具体的抗干扰措施有 : 加粗地线来降低导线电阻，使它能通过三倍于印刷板上的允许电流，此处根据电路板的大小和器件的多少取地线宽度为 0.6mm。 布电源线时，根据电流的大小，加粗导线宽度，并使电源线、地线的走向与数据传递的方向一致，能增强系统抗噪声能力。 在选择接地方式时，首先考虑电路的工作频 率。本系统中电路的工作频带相当宽，单片机及其外围系统工作于 12MHz 的高频，交流电源信号工作于 50Hz 的工频，另外还有工作于直流和低频的给定、反馈等模拟信号。不同频率的电路对接地方式有不同的要求。在设计低频部分的接地时，主要考虑尽可能减小地线上的电位差，为此采取并联一点接地的方式。 电路中尖峰电流的存在给数字系统带来不良影响，它将在电源内阻上产生压降，在公共传输导线阻抗上产生压降，使供电电压跳动，从而形成一个干扰源。因此在印刷电路板的各个集成电路的电源线端和地线端加接0.1f 去耦电容，在印制板入口处的电源线与地线之间并接一个 100pF 的电容和一个 0.1f的非电解电容。去耦电容一方面提供和吸收该集成电路开关门瞬间的充放电能量，另一方面旁路掉该器件的高频噪声
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