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煤矿井下高压防爆开关是矿井供电系统的关键设备,负责向各采煤面、掘进面、运输面等动力机械提供电能,并且多数动力设备有由1140V向3.3kV、6KV直接供电转变的趋势。电压等级的提高对供电设备的安全保护性能提出了新的要求,矿井自动化的发展对传统的保护措施也提出了挑战。因此,研究性能优越、自动化程度高的井下高压防爆开关具有较高的经济及实用价值。 本文在现场考察及查阅大量国内外文献的基础上,研究设计了基于ARM的矿用高压防爆开关综合保护系统,主要内容如下: 根据井下供电特点及国内外防爆开关发展情况,首先分析了井下高压供电网络常见的故障起因及故障特征,通过对比分析,给出了常出现的漏电保护、短路保护、过载保护、过压与欠压等保护方法及理论依据。其次,针对上述保护方法,采用STM32为控制器进行了硬件设计,主要包括系统总框架、主回路、模拟量检测、人机接口、存储、光纤通信、电源、开关量输入输出模块等。再次,采用模块设计方法进行软件设计,给出了主控程序、A/D采样程序、按键及显示程序、通信程序等模块流程;采用组态软件对远程监控界面进行了设计,并给出了远程监控主要监控界面及操作方法。最后在分析井下各种干扰源的基础上系统地给出了设计中所采用的软件与硬件抗干扰措施。 为了验证设计采用的电网故障检测理论的正确性及设计的合理性、可靠性,课题进行了仿真并进行了部分实验,仿真与实验结果验证了设计的可行性。