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。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过于复杂,插件较多,满足不了安全供电的要求。采用可靠的综合保护装置对于提高配电网的供电质量和可靠性有着非常重要的作用。通过在井下各变电站安装保护装置,当出现漏电等事故时,可以快速的切断故障线路的供电,减少由于漏电引起的各种事故。本文结合目前保护装置的发展现状,设计了以P89C51RD单片机为控制核心,能够实现电网的各种保护、报警、显示与控制等功能的电路。论文首先介绍了井下低压电网保护技术的现状和发展趋势,其次分析了井下电网中可能发生的各种故障,如漏电、过载和欠压过压等,并给出各种故障相应的保护原理。在第三章中对数据采集的算法进行了研究,采用了模拟比较器算法。最后给出了保护装置的整体设计方案,包括硬件框架结构和软件设计流程图。硬件系统包括模拟信号输入电路、数据采样电路、电源电路和系统复位电路、CAN总线、MAX485串行通信、数字信号输入输出等主要功能模块的设计。基于模拟比较器算法采集电路,具有电路简单,成本低廉的优点。根据矿井电网的实际工作环境,分析了各种干扰源及所产生的干扰信号特征,针对不同特征的干扰信号,制定了相应的硬件防治措施。系统软件设计借鉴面向对象的思想,采用模块化设计方法,将整个软件按照功能划分为初始化、自检测、数据采集和处理、故障检测和处理和MAX485通信等几个相对独立的模块,针对部分模块,详细给出其软件设计思想及设计流程。使得整个程序设计调用灵活,调试方便。