矿用无功补偿装置电容器组保护电路的设计

摘要

煤矿井下供电系统普遍无功损耗大，存在大量无功功率频繁变化的设备，应安装并联电容器组并利用微机进行控制，实现无功自动补偿。但是实际投入的某些电容器的质量不符合要求，需要有效的保护装置进行控制。传统的电容器组保护装置有空间大，成本高等缺陷，所以应该设计出一套动作迅速、方便灵活、可行性较强的保护系统。
　　本文的目的在于研究煤矿电网无功补偿电容器组的保护原理以及完成其微机保护装置的设计。首先，结合电容器运行的要求和标准，讨论电容器主要故障类型，利用MATLAB/Simulink软件对电容器组的三相短路故障特性进行仿真，并对电容器保护的原理及整定进行分析。其次，设计一套电容器组微机保护装置。硬件方面，以C8051F020为处理器，以8组自愈式电容器作为保护对象;软件方面，选用以傅里叶算法为核心算法的多模块化结构设计。最后进行了调试实验，验证采样的准确性和保护的速动性，以满足多路电容器组的保护要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及必要性

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要工作

2 并联电容器组保护与故障仿真分析

2．1 电容器保护

2．2 并联电容器常见故障及不正常运行

2．3 电容器组故障仿真

2．4 电容器组保护方式及整定

2．5 本章小结

3 电容器组保护装置的硬件电路设计

3．1 保护系统的总体方案设计

3．2 CPU选型

3．3 电压形成电路

3．4 信号调理电路

3．5 多路转换开关

3．6 A／D转换模块

3．7 开关量输入输出电路

3．8 人机接口电路

3．9 时钟电路和外部存储电路

3．10 电源电路

3．11 本章小结

4 电容器组保护装置的软件设计

4．1 保护系统软件的总体设计

4．2 初始化模块

4．3 中断采样模块

4．4 采样算法

4．5 故障处理模块

4．6 本章小结

5 电容器组保护装置的调试实验

5．1 确定实验方案

5．2 采样测量实验

5．3 保护动作实验

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 工作展望

致谢

参考文献

附录