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煤矿 直流 架线 系统 漏电 保护 控制器 设计 说明书

资源描述：

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内容简介：

题目来源教师提供选题。一、主要研究内容1.STM32的使用。2.漏电保护的设计。3.安全系统的要求与设计。4.产品实际应用性的调查与探究。二、具体要求1.波形观察与采集。2.装置软件硬件设计与模拟测试。3.系统完善。4.系统在实际环境中的测试。三、实现条件 有扎实的理论功底和实践能力，导师的悉心指导。有电工实验平台及各种必备实验工具和器件。一、研究现状： 煤矿井下触电死亡事故时有发生 矿井电气安全规划中指出：“煤矿井下触电事故主要发生在地面高压和井下直流架线电网”。煤矿主要采用保护屏障法、架线电网区段化法、双架线供电法和漏电保护法来防止人身触电。前三种方法存在缺陷，均需要改变电网运行状态，基建费用就会很高 。目前漏电保护已成为煤矿井下低压电网的三大基本电气保护之一。它是通过切断电源的操作来保证煤矿井下安全供电以及防止人身触电伤亡、避免漏电电流引爆瓦斯煤尘。我国先后有中国矿业大学、煤炭科学研究总院抚顺分院、枣庄矿务局等单位开展中频交流电源加载到直流架线系统来检测系统漏电状况，也称作交流漏电保护法。本系统中采用的电力电子变流技术主要由电力电子器件、电力变流电路和控制电路组成。电力电子变流技术在工业化国家中有着广泛的应用，大至兆瓦级高压直流输电，小至家用电器节能灯，无不渗透着这种技术。在这些电力电子设备中，相控整流占有相当大的比重。国产的这类设备大多仍停留在中小规模集成电路的水平，触发精度差、故障率高。一些升级换代的计算机控制产品，靠计算机本身晶振构成的时钟决定触发角,由于机内时钟不可能与工频电源同步,故当工频电源频率有偏差时，必然要产生触发误差，虽然该项误差对触发精度影响不大，但其属于原理性误差，理应设法消除而用模拟电子电路控制的可控硅触发电路，体积比较大，调试比较困难，排障也是很困难的。采用单片机来控制可控硅的触发，是可控硅应用的发展趋势。二、学术价值：针对当前国内外煤矿直流架线系统漏电保护现状，以及当前电力电子技术、计算机控制技术、检测技术的飞速发展，研制高可靠性的具有实时系统绝缘状况检测功能的直流架线机车整流器及其漏电保护系统具有重要意义。它对于提前发现直流架线绝缘下降等事故隐患,降低人身触电伤亡率和漏电引起的其它事故具有重要的保障作用。三、应用前景： 本系统“煤矿直流架线系统漏电保护系统”用的整流电源是根据目前国内煤矿需求而研制的专门用于煤矿井下直流架线机车供电及漏电保护为一体的直流供电系统，煤矿井上或其它无瓦斯、煤尘爆炸性危险场所使用直流架线机车的场合也可使用此设备。本系统中采用了直流检测式漏电保护。传统的直流检测式漏电保护5年代起一直沿用至今，仍占有大部分井下低压电网漏电保护的市场。其特点是保护可靠、无死区，整定简单，有对地电容电流补偿等，但其最大的缺点是不具备选择性跳闸的功能，若能利用高性能的检测元件和微机信号处理技术来解决此问题，就能构成直流检测式选择性漏电保护，其应用前景是不可估量的。起止时间和进度安排（包括外出调研）起止时间完成内容2012.12.30-2012.1.31查阅相关资料、文献综述、开题报告2013.2.1-2013.3.17准备开题报告，2013.3.17开题报告答辩2013.3.18-2013.3.19硬件电路设计2013.3.20-2013.3.26编写代码2013.3.27-2013.4.11软、硬件协同调试 2013.4.12-2013.4.20撰写毕业论文，2013.4.20上交论文初稿2013.4.21-2013.5.12修改论文，准备毕业答辩，2013.5.12第一次毕业答辩2013.5.13-2013.5.26修改论文， 2013.5.26第二次毕业答辩预期结果及成果形式最终能够对矿车提高足够的功率支持并且实现对触电生命体的保护作用，成果以实物展示。可行性分析（已具备的条件和待解决的问题；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案等）1、已具备的条件：已具备了基本的设施和设备但是本系统是保护系统需要实际测试。2、存在的问题：由于矿下电磁干扰强度大，单片机必须具有良好抗干扰性能。国内外对该系统理论阐述以逐步完善并有相关产品问世。可行性极大。3、解决方法：1.对实际环境进行调查。2.对产品采取严格隔离电磁设计并进行模拟测试，实际调试。4、技术路线：微处理器状态检测电压检测移相触发器电流检测驱动电路A/D显示键盘实验方案：1通过实验确定采集信号的范围和装置的可行性。2编写部分软件再次测试可行性。3设计硬件。4完成软件编写与测试。5完成硬件与软件的协作，调试。6模拟现场进行测试。7实际测试，完成设计。主要参考文献1 谭浩强C语言程序设计（第二版）M北京：清华大学出版社，20062 李念强数据采集技术与系统设计M北京：机械工业出版礼，20093 刘军例说STM32M北京：北京航空航天大学出版社，20114 李哲英电子技术及其应用基础M北京：高等教育出版社，20095 李朝青单片机原理及接口技术M北京：北京航空航天大学出版社，19996 NicholsHMC，BernardCB，MHRemote Instrument Diagnosis on the InternetJIEEE Intelligent System，1998(27)：95-977 Raghu Ramakrishn，Johannes GehrkeDATABASE MANAGEMENT SYSTEMSM北京：清华大学出版社，20028 刘昌华，易逵8051单片机的C语言应用程序设计与实践M北京：国防工业出版社，20079 郭天祥51单片机C语言教程M北京：电子工业出版社，201010 赵亮，侯国锐单片机C语言编程与实例M北京：人民邮电出版社，200311 赖麒文8051单片机C语言彻底应用M北京：科学出版社，200213 雷思孝单片机原理及实用技术M西安：西安电子科技大学出版社，200414 STM32F100C8T6B_Datasheet技术手册.pdf16 XTR111AIDGQT中文资料.pdf17 刘延绪. 煤矿井下直流架线电网漏电保护的研究D徐州:中国矿业大学,1999.18 秦雷. 基于附加直流电源的煤矿直流架线漏电保护的研究D北京:中国矿业大学(北京)，2007 :829.19 刘延绪，王瑞年，凌锦昌煤矿井下直流架线电网漏电保护的数学模型J煤炭学报,1995 (3)20 孔繁伟大中型矿井供电系统中存在的问题及解决思路J中州煤炭，2004 (5).2