（已批）矿用隔爆型移动变电站高低压馈电开关开发项目立项可行性分析报告（存档） ㊣ 精品文档 值得下载

实时显示当前绝缘电阻值系统电流系统电压与合分闸状态，且具有事故性质时间记忆与查询和电能计量功能，操作直观简便。

进度计划，本阶段主要进行产品规划技术准备资源配备工作，完成项目研究人员具体分工，全面启动研究工作针对课题研究需求，广泛收集全国煤矿与本项目研究内容相关研究与开发资料收集国内外研究成果，制定项目总体设计方案。

，根据理论分析和实验研究，确立最佳故障特征量在线检测方案，并针对相应方案完成提取特征量所需交流采样技术研究和开发。

，主要进行硬件采集电路设计主控单元开发线路板印刷集成元件贴焊等工作，完成后提交硬件设计说明书，交付试验板卡。

，进行软件设计和测试，进行通信网络建设，完了煤矿井下供电可靠性，更重要是，改善了煤矿安全装备水平。

由于煤矿安全水平提高，增强了煤炭企业稳定生产氛围，稳定了民心，为构建和谐社会谱写了曲平安音符。

该项目成功应用，对煤矿安全生产条件改善产生了极大推动作用，优化了矿用电器产业结构，有利于开发智能化程度更高安全性能更好集控平台，推动矿用智能电器技术进步发展，为组合电器发展奠定坚实基础。

五投资估算项目费用明细金额万元经费总概算材料及低值易耗品费用燃料和动力费研发人员薪酬费测试化验加工费无形资产摊销专利权中间试验费制造费产品设计费差旅费会议费成果论证验收费鉴定评审费产品送审送检费用合计示。

保护系统采用精密测量硬件和算法，既能保证测量精度，又能提高保护速度。

系统具有模拟漏电过流试验自检功能。

系统具有红外无线测温功能和振动检测功能系统可以检测断路器触头三相六点温度，完成电气接点温度采集及显示，可进行温度温升报警值设定，超出报警值可输出报警信号。

系统可以测取断路器分合闸时振动时域波形和振动频域波形，从而提取断路器运动特征时间，预测断路器健康状态情况。

④计量功能可以计算并记录系统有功功率无功功率功率因数电能等参数。

拥有超强记忆功能，可进行故障查询事件记录及故障录波等系统可以完好保存上次设置好整定数据，避免重新启动时误动作记录用电度数最大可达亿度保存最近次故障记录以供查阅，能记录故障原因和故障发生日期和时间年月日时分，按后进先出顺序排列，并自动编号。

具有准确时钟功能在液晶屏最低行显示有当前时钟年月日时分秒，可通过按键调整。

多立项背景和意义我国是世界第产煤大国，煤炭产量占世界总产量。

煤炭是我国主要能源，分别占次能源生产和消费总量和。

在未来段时期内，我国仍将是以煤为主能源结构。

但是我国煤矿地质条件复杂，是世界上煤矿灾害严重事故多发国家，煤矿生产事故造成了重大财产损失大量人员伤亡和严重社会影响，同时引起了国际社会广泛关注。

煤矿供电系统在整个矿井生产过程中起着十分重要作用，随着我国煤炭企业向综合机械化采煤迈进，矿井供电安全可靠性与提高煤炭生产效率关系越来越密切，同时兼并重组政策使我国大中型矿井高产高效综采工作面不断涌现，亟需智能化程度高使用灵活性能可靠电控设备来保障综采工作面设备正常运行，从而为生产效率不断提高提供支撑条件，因此研发出高水平高性能智能化开关深受煤炭企业欢迎。

近年来井下电气设备不断升级改造，矿用隔爆型移动变电站已核准通过，归档资料。

未经允许，请勿外传，经在井下采区变电所和综采工作面普遍推广使用。

显示屏和通信接口组成，单片机与芯片进行通信，接收键盘操作信息和来自显示信息，完成系统按键操作和显示功能。

馈电开关保护系统软件实现系统采用数字滤波和快速傅立叶算法对模拟量采集数据进行处理，实现交流采样，结合保护原理实现三段式电流保护反时限过流保护过压欠压保护附加直流型功率方向型漏电保护，绝缘监视保护，风电闭锁瓦斯闭锁保护等电气保护，使保护动作更加快速。

同时实现电参数三相电压两相电流有功功率无功功率功率因数零序电压零序电流电能电缆绝缘电阻等及温度和振动信号实时检测和显示合分闸状态显示故障查询事件记录及故障录波功能。

本系统增加电能计量和故障查询事件记录及故障录波功能，为井下负荷分析和故障分析提供了重要依据，有利于系统功能结构改进和矿井其他电气产品选型优化。

此外本系统交流采集方法和采样算法使用，使系统数据测量更加快速准确，使系统功率因数以及零序电压和零序电流夹角测量计算更加精确，保证了系统保护性能快速性和稳最低行显示有当前时钟年月日时分秒，可通过按键调整。

多总线通讯功能系统备有两种通信接口总线和总线，用户可以根据需要选择通讯方式，通讯协议也可按用户要求定制。

大屏显示人机界面保护系统采用分辨率为大屏显示器，可实现单屏行个汉字显示，使单屏显示信息量增大，更加直观，同时设有个按键，可配合液晶屏灵活完成参数整定故障查询等功能，大屏显示器背光设计，使显示更加醒目。

主要研究内容保护原理和保护方法分析比较项目针对三段式电流保护速断过流过载反时限过流保护过压和欠压保护附加直流型功率方向型漏电保护和绝缘监视保护保护原理进行分析，得到最佳保护方法和控制策略。

保护系统数据采集电路和人机交互单元硬件设计系统采用双设计，增强系统稳定性和快速性。

数据采集电路采用公司位浮点芯片为核心处理器进行数据采集，实现保护功能。

为高性能位浮点，具有单精度浮点运算单元，具有主频兆次浮点运算能力采用哈佛流水线结构，能够快速执行中断响应，并具有统内存管理模式，可用语言实现复杂数学算法。

具有丰富外设资源，其内部位转换器具有个转换通道个采样保持器内外部参考电压，转换速度为，同时支持多通道转换具有个可编程复用引脚支持个外设中断外设中断扩展控制器，管理片上外设和外部引脚引起中断请求此外还集成了个输出，个位定时器，路模块和路模块串行外设等资源。

与以往单片机或定点相比，丰富外设资源和优异高速浮点运算能力，既节省了系统硬件和软件开支，又为系统稳定运行和快速精准保护提供了坚实基础。

模拟量数据采集电路采用交流采样，有利于实时数据精确采样和算法分析，提取实现保护特征量开关量电路采用高速输入输出隔离微型输出驱动电路。

人机交互单元以单片机为控制核心，由键盘大尺寸显示屏和通信接口组成，单片机与芯片进行通信，接收键盘操作信息和来自显示信息，完成系统按键操作和显示功能。

馈电开关保护系统软件实现系统采用数字滤波和快速傅立叶算法对模拟量采集数据进行处理，实现交流采样，结合保护原理实现三段式电流保护反时限过流保护过压欠压保护附加直流型功率方向型漏电保护，绝缘监视保护，风电闭锁瓦斯闭锁保护等电气保护，使保护动作更加快速。

同时实现电参数三相电压两相电流有功功率无功功率功率因数零序电压零序电流电能电缆绝缘电阻等及温度和振动信号实时检测和显示合分闸状态显示故障查询事件记录及故障录波功能。

本系统增加电能计量和故障查询事件记录及故障录波功能，为井下负荷分析和故障分析提供了重要依据，有利于系统功能结构改进和矿井其他电气产品选型优化。

此外本系统交流采集方法和采样算法使用，使系统数据测量更加快速准确，使系统功率因数以及零序电压和零序电流夹角测量计算更加精确，保证了系统保护性能快速性和稳定性。

通信功能设计系统设计两种远程通信接口总线和总线，可实现数据及时上传和接收上位机发布远程操作命令，增强了系统灵活性，同时系统通信兼具快速性和可靠性，为构建可靠矿井电站自动化系统提供了保障。

壳体改进设计该馈电开关壳体采用钢板焊接加工而成，前门为平面止口式，开门方式采用了左右平移式快开门结构，前门与隔离开关手柄设有机械电气联锁装置，保证馈电开关处于分闸状态时，前门方可打开，前门打开后以正常操作方式也不能使馈电开关合闸。

机芯断路器为手车式结构，并有内置导轨，可方便拉出机芯，并设有机械闭锁装置锁紧断路器，使馈电开关适应于矿井复杂地势环境，不至于因接触不良造成断路器烧坏事故发生。

壳体前门结构及开门方式良好设计是壳体优质隔爆安全性能保证。

通用有螺钉门活节螺栓门和快开门三种。

螺钉门结构简单，易于加工生产，容易保证隔爆间隙，但操作不方便活节螺栓门加工制造较前种复杂，容易保证隔爆间隙，操作相对方便快开门种类较多，般使用常使用有上下提升式和左右平移式两种，上下提升式快开门靠壳体自重和手柄支撑支点角度转换，实现门开关，工艺性要求高，加工工艺较为复杂，般用于高压装置或大型箱体中，而左右平移式快开门靠轴向运动，通过门和箱体卡条配合错位实现门开关，外观大方，加工精度要求高，门吃力设计是设计重点，成本略高，但般用于低压装置或小型箱体，操作方便，性价比较好。

本设计中高压开关和低压馈电开关均采用左右平移式快开门，在保证隔爆性能同时，也使箱体兼具控制观，同时设有个按键，可配合液晶屏灵活完成参数整定故障查询等功能，大屏显示器背光设计，使显示更加醒目。

主要研究内容保护原理和保护方法分析比较项目针对三段式电流保护速断过流过载反时限过流保护过压和欠压保护附加直流型功率方向型漏电保护和绝缘监视保护保护原理进行分析，得到最佳保护方法和控制策略。

保护系统数据采集电路和人机交信号变换磁隔离信号变换磁隔离滤波滤波显示模块光电隔离时钟串行通信光电隔离光电隔离继电器光电隔离接口接口电压信号电流信号开入信号开出信号信号变换磁隔离滤波零序信号线性光耦比例电路滤波绝缘监视无线测温电路滤波温度信号信号变换滤波振动信号高压开关保护系统模拟量采集部分是系统主体，主要包括以下几个部分供电线路两相电压两相电流零序电压和零序电流信号，经信号变换隔离滤波等信号处理电路后，进入转换模块进行交流采样绝缘监视信号通过线性光耦隔离变换电路采集，滤波后送入转换模块断路器触头温度信号由无线红外测温传感器及其处理电路采集，滤波后进入转换模块开关振动信号采用压电式加速度传感器进行监测，经过信号变换和调理送入转换模块。

软件系统对各种采样信号进行数字滤波傅里叶变换数学运算和逻辑运算后，根据开入量信号完成相应操作，并提供各种保护功能，由继电器电路完成开关分合闸动作，同时通过显示模块输出显示信息，并由和总线通信接口将测控信息输出。

时钟及电路用于实现系统记时和系统记忆功能。

低压开关保护系统原理其系统原理框图如下信号变换磁隔离信号变换磁隔离滤波滤波显示模块光电隔离时钟串行通信光电隔离光电隔离继电器光电隔离接口接口电压信号电流信号开入信号开出信号信号变换磁隔离滤波零序信号附加直流电路滤波漏电信号低压开关保护系统模拟量采集部分主要包括以下几个部