基于CPLD和PLC的矿用大功率电机馈电保护开关的设计与实现

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随着煤矿现代化程度的不断提高和井下供电距离的增加,对煤矿井下供电系统可靠性、安全性和连续性的要求也越来越高。低压馈电开关是煤矿井下低压供电系统的主要保护,其供电的可靠性、安全性直接关系到原煤的生产和人身的安全。由于煤矿井下环境比较恶劣,低压电网经常会出现漏电、短路等各种故障,而传统的低压馈电开关保护电路保护整定误差大,动作时间长,可靠性低,满足不了安全供电的要求。因此研究高性能、可靠性强、准确度高的低压馈电开关保护器对保障人身安全和提高供电质量具有重要的现实意义。   本文在分析了目前国内外低压馈电开关保护器的研究进展与现状的基础上,设计的集漏电、漏电闭锁、过载、断相、短路和欠压等故障保护于一体的智能型大功率电机馈电保护开关,以CPLD为内核的EPM1270T144C5芯片作为整个系统的通讯核心,充分发挥了其计算能力强、运算速度快、外部总线开放等优点;同时基于西门子PLC S7-200的人机界面实现智能控制,将其作为控制系统的核心,可以有效提高系统的可靠性和增强其控制功能,而且也方便了用户扩展、安装调试以及与其他设备的通信连接术,可以提高系统的稳定性。   本设计中利用CPLD的高精度、高速度的优点设计成状态机,直接检测馈电线路中三相电压与电流的相位,再通过驱动Max147实现高速的数据采集,检测相应的电量参数,并通过PLC的人机界面预置参数、实时监测以及完成馈电保护动作。   实践表明,该方案切合了煤矿设备的需求,能够实现漏电闭锁、短路、过载、断相、欠压等保护功能。并且达到我国煤矿安全规程30mA·S的安全指标,整个系统最大限度的减少误动作,在运行过程中不受波形畸变、死机等问题影响,具有精确、便捷的特点。具有很广阔的市场前景和实用价值。
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