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本文研究的内容是山西省重大科技攻关项目“基于PLC控制的3.3kV八组合磁力控制站测控系统的研究”(20031116)中的主要内容,是针对我国煤矿井下高产高效采煤工作面电压等级提高、设备容量增大、负荷种类增多、控制方式复杂、信息交换困难等问题提出的。随着煤炭工业的发展,采煤方法正在由粗放型向集约型过渡,一矿一井一面的建矿模式已成为今后我国矿井的主要发展方向,客观上要求采煤工作面工作电压由1140V提升至3.3kV。然而,我国配套电气设备的发展相对滞后,工作面3.3kV智能电气设备全部依靠进口,进口设备价格昂贵、供货周期长且某些保护动作指标不满足我国矿井供电系统的要求,这种局面大大制约着我国煤炭工业的发展。因此,研究3.3kV负荷控制中心具有重要的现实意义。 长期以来,国产煤矿井下电动机综合保护系统,原理简单、可靠性低、稳定性差,电动机烧毁现象时有发生。针对这种现象,本文研究了“3.3kV矿用智能型负荷控制中心”的测控系统(简称负荷控制中心),开发了工业性能样机,并在该样机上进行了系统测试,各项性能指标均达到了设计要求,满足煤矿井下国产高压电气设备集控化、智能化的技术要求,主要内容如下: 根据现场实际情况,提出了能够满足煤矿井下综采工作面驱动电动机工作特性要求的负荷控制中心测控系统整体方案,设计了保护电路,确定了技术指标。试验结果表明,该方案设计合理,能够指导系统开发,为工业样机的形成奠定了基础。 本文设计了本质安全型先导电路,确定了电路参数,并对其本安性能进行了深入分析,针对各种故障状态进行了模拟试验。试验结果表明:先导电路不仅满足本质安全性能要求,而且其安全系数K远远超过了i_b等级要求,提高了负荷控制中心工作安全性,保障了煤矿井下生产安全。 漏电保护是矿井电网的三大保护之一,本文提出了由漏电闭锁、漏电保护和高压绝缘检测相结合的矿井电网漏电保护方案,这是传统磁力起动器所没有的。尽管三种保护的保护对象相同,但检测时间和保护范围不同,三者结合既可以实现绝缘预警、漏电跳闸,还可以实现电缆检测功能。 传统的三相对称短路故障保护采用鉴幅式检测原理,不能区分电动机起动电流和