我国是一个煤炭资源大国,煤炭在能源中的主体地位短期内不可能改变。但是由于环境的压力,降低煤炭在生产过程中的高损耗、高污染刻不容缓,对我国煤炭开采进一步的数字化、智能化、高效率提出了更高的要求。同时由于煤矿井下环境恶劣、空气潮湿、负荷波动大,井下供电系统容易发生漏电、过流、过压、欠压等故障。若不能及时发现和处理上述故障,将会造成严重的安全事故。因此,研究设计高性能矿用馈电开关对煤矿事业的发展具有重要的意义。本文介绍了矿用馈电开关的国内外发展现状及研究趋势,并针对煤矿井下小电流接地系统的特点,对各种供电故障及其保护原理进行了分析与讨论,进而研究设计了一种功能全面的矿用馈电开关保护装置。首先,本文对井下的常见供电系统故障进行了分析,之后结合实际情况,针对各种供电故障特征提出了相应的可行性保护方案。其中,通过总分馈电开关之间的CAN总线通讯实现选择性漏电故障保护方案,提高了系统可靠性;选用永磁操作机构作为执行机构,优化了馈电开关整体性能。然后,研究了系统电参量数据采集分析的相关算法——快速傅里叶变换(FFT)与局部均值分解(LMD)。结合实际情况,使用Matlab与PSCAD软件对这两种算法进行了仿真与研究,并根据系统要求合理选择了算法各项参数。其次,完成了系统硬件与软件的整体设计。硬件方面以TMS320F28335为主控制芯片,并结合各种数字芯片为辅,合理设计了各项电路参数。在不影响功能的前提下,采用降额设计,保证了系统长时间运行的硬件可靠性;软件方面采用C语言与汇编语言结合完成了系统程序设计,实现了各项保护功能。最后,根据实验室现有条件,进行了系统有关功能的实验。结果表明,本文设计的馈电开关能够较好的实现所设计的功能。同时根据实验结果表明的不足之处,提出了几点改进意见。