馈电开关是煤矿井下的配电开关,它的主要功能是能够准确识别出井下电力线路的各种电气故障并快速准确地断开故障支路,进而保障井下电力线路的安全。随着井下自动化采煤技术的不断发展,矿井规模也不断扩大,以往传统馈电开关的动作速度慢、可靠性差的缺点在实际的生产过程中日益显现出来,因此传统的馈电开关其性能与准确性都很难满足现代矿井低压电网安全供电的要求。因此基于井下的环境特点,很有必要对馈电开关保护技术进行较为深入的研究,为进一步提高馈电开关的整体性能,本文对馈电开关的故障检测方法、软件以及硬件设计做了以下研究:首先对馈电开关的研究现状以及发展趋势予以详细的阐述和分析,指出目前煤矿井下低压电网保护所存在的不足;针对井下中性点不接地的供电系统,系统性地分析井下发生漏电故障及过流故障时的原因及变化规律,并对井下的漏电故障、过流故障进行仿真,分析出它们各自的故障特点;针对不同的故障特征采用不同的故障检测方法,对所使用的故障检测方法进行仿真或实验验证。其次对馈电保护系统进行硬件电路及软件程序设计。硬件电路以STM32F103ZET6为控制核心,设计了相应的信号处理电路、相敏保护电路、负序保护电路及线性光耦隔离电路以及功率计量电路等硬件电路;软件程序设计采用模块化的设计方法,设计了初始化程序、漏电保护程序、电流检测程序、电压检测程序、LCD液晶驱动程序等各功能模块子程序。最后搭建了实验平台,对保护系统进行采样误差、漏电、过流、功率计量等实验验证,得出了实验波形和实验数据,进一步验证了设计的可行性和正确性。