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目前,我国很多煤矿井下低压供电网的电压等级己经由早期的380V提高到现在的114OV。伴随着电压等级的提高,可以有效的提高井下电网带负荷能力,同时有效的降低网损。但是各种漏电事故的危害也更大,漏电事故发生的频率也在升高。发生漏电事故会对井下工作人员人身安全及井下设备正常运行产生威胁,研究一种具备较高的可靠性、速动性的井下低压电网漏电选线装置,具有重大的安全意义和较高的经济价值。 本文首先对井下低压供电网各种对称漏电故障和非对称漏电故障的过程进行分析,推导出了漏电故障发生后零序电流、零序电压、线路对地电压等电量的表达式。根据漏电前后电量的变化,来选择最可靠、最快速的保护方法。本文比较了现在比较常用的几种漏电保护方法,最后选择了自然直流的漏电保护方法。在确定了保护方案后,重点考虑设备运行过程中可能遭受的干扰,因此重点分析了供电系统操作过电压。论文分析了切除空载变压器过电压、切除空载线路(容性负载)过电压等各种类型过电压的产生和发展过程,给出了数学推导过程,并提出消除的措施。 本文根据井下漏电保护装置可靠性、选择性的要求,设计了应用自然直流保护方法的漏电保护方案,系统实现采用STC12C5410AD单片机。针对井下信号干扰较大的问题,系统数据采集和数据输出单元,均进行了光电隔离。系统软件设计采用了模块化设计方法,程序结构更清晰。各模块之间可以单独执行,互不干扰。