지중 전력 공급 시스템 다이어그램의 요구사항은 무엇인가요?
1 서문
경제적, 기술적 및 기타 요인으로 인해 우리나라의 지하 탄광 고전압 전원 공급 장치 네트워크는 대부분 다중 세그먼트 짧은 케이블(100~1000m)을 사용합니다. /세그먼트)를 통해 단계별 제어 트렁크 수직 네트워크를 형성합니다. 과전류는 탄광 지하 전력망의 일반적인 결함 중 하나이며 지하 탄광 전원 공급 장치의 안전성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.
기존의 과전류 보호 방법은 효과적인 종방향 선택적 과전류 보호 시스템을 구성할 수 없습니다. 단락 오류로 인해 종종 과전류 트립이 발생하는데, 이는 일부 광산에서는 여러 층에 걸쳐 지하 6~10kV를 발생시키는 경우도 있습니다. 케이블 스위치가 작동하여 지하에 대규모 정전이 발생하고 광산 안전이 심각하게 위협받고 있습니다.
단일 칩 마이크로컴퓨터와 직렬 통신 기술의 급속한 발전은 새로운 과전류 보호 시스템 설계에 대한 새로운 아이디어를 제공했습니다. 이 기사에서는 선택적 급속 브레이크 오버의 하드웨어 회로와 소프트웨어를 설계했습니다. -탄광 지하 전력망의 현재 보호 시스템.
2 일반적인 지하 탄광 6~10kV 전원 공급 시스템 분석
전형적인 지하 초고압 전원 시스템은 단면 전원 공급 장치인 3단 선로 전원 공급 시스템이다. , 그림 1과 같이.
그림 1? 지중 고전압 전원 공급 시스템의 단순화된 다이어그램
다양한 스위치의 분류 및 기능
(1) QF15, QF25, QF35 등은 보호 없이 단일 버스바를 두 섹션으로 나눕니다.
(2) QF1, QF2, QF3 등과 같은 수신 라인 스위치는 버스바의 이 섹션에 대한 전원 스위치 역할을 하며 보호되지 않습니다.
(3) QF11~QF14, QF21, QF23, QF31, QF33 등과 같이 콘센트 스위치라고도 하는 라인 스위치는 라인 또는 라인 변압기 그룹을 보호하는 데 사용되며 보호되어야 합니다.
(4) QF22, QF24, QF32, QF34 등과 같은 직접 부하 스위치는 매우 짧은 케이블을 통해서만 고전압 종단 부하 고정 변압기 또는 고전압 단자에 연결됩니다. (약 수십 미터) 전기 모터의 경우 이러한 스위치도 보호되어야 합니다.
3? 선택적인 속차 과전류 보호 시스템의 설정 방법
시스템이 최대 작동 상태일 때의 속차 과전류 보호 시스템의 설정 방법은 비교적 간단합니다. 모드, 회로의 장기 보호는 최대입니다. 작동 전류 설정:
I?dz=Kk?Kzq?Ijs
Where?I?dz——과전류 보호 기본 동작 전류, kA;
Kk—신뢰도 계수, 1.25로 취함;
Kzq——모터 자체 시동 계수, 1.5~3으로 취함;
Ijs——필요한 계수를 사용하여 라인 계산 전류, kA? 방법으로 얻은 30분 동안의 최대 평균 부하 전류입니다.
4? 시스템 하드웨어 회로 설계
보호 시스템은 여러 개의 확장 장치와 호스트 컴퓨터로 구성되며, 확장 장치는 스위치 위치에 따라 세 가지 레벨로 구분됩니다. (n) 구성. 그림 2에 표시된 것처럼. 1단계 확장의 해당 스위치는 지상 변전소의 콘센트 스위치입니다. 2층 확장의 해당 스위치는 지하 변전소의 콘센트 스위치입니다. 3단계 확장의 해당 스위치는 광산 지역 변전소의 콘센트 스위치입니다. 세 번째 수준 확장은 직렬 통신을 통해 호스트에 연결됩니다.
그림 2 시스템 회로 블록 다이어그램
4.1? 시스템 확장 하드웨어 구성 및 작동 원리
선택적 급속 차단 과전류 보호 시스템 확장은 AT89S51 마이크로 컨트롤러로 구성됩니다. 그림 3과 같이 데이터 수집 시스템, 스위치 입력, 스위치 출력, 디스플레이, 키보드, RS-485 직렬 통신 인터페이스 회로 등이 있습니다.
그림 3? 확장 시스템 회로 블록 다이어그램
확장 마이크로 컨트롤러는 ATMEL의 51 시리즈에서 생산된 실용적인 AT89S51 마이크로 컨트롤러를 채택합니다. AT89S51 마이크로 컨트롤러의 온칩 4K 프로그램 메모리는 FLASH 기술로 만들어졌으며 메모리는 전기적으로 즉시 삭제되고 다시 쓰여질 수 있습니다. 설계 및 개발 시간을 단축합니다.
데이터 수집 시스템은 전압 형성, 샘플링 및 유지, 저역 통과 필터(ALF) 및 A/D 변환기를 통해 현장의 전류 및 전압 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환합니다. 시스템이 정상적으로 작동할 때 각 확장은 지속적으로 데이터를 수집하고 디지털 신호는 인터페이스 회로를 통해 AT89S51 마이크로 컨트롤러의 P0 포트로 전송됩니다.
AT89S51 마이크로 컨트롤러는 수집된 데이터를 프로그램 메모리의 설정 값과 비교하여 수집된 데이터가 설정 값보다 큰 경우 과전류임을 확인한 후 확장 프로그램에서 즉시 호스트에 보고하고 확장 코드를 보고하고 호스트로부터 추가 확인을 기다립니다. 호스트가 확장에 해당 콘센트 라인에 일시적인 과전류 오류가 있음을 확인하면 호스트가 HMI에 과전류 오류가 없음을 확인하면 확장이 즉시 작동합니다. 확장 프로그램이 작동하지 않습니다.
스위칭 입출력 인터페이스 부품은 마이크로컴퓨터 보호 시스템과 외부를 연결하는 부품이다. 시스템의 간섭 방지 기능을 향상시키기 위해 스위칭 입력 및 출력 회로는 광전 절연 칩을 통해 AT89S51 마이크로 컨트롤러의 P1 포트에 연결됩니다. 확장 기능이 작동해야 하는 경우 확장 기능은 트립 콘센트 릴레이 및 신호 릴레이와 같은 스위칭 출력 회로를 통해 해당 릴레이를 구동합니다.
직렬 통신 인터페이스는 확장 프로그램과 호스트를 유기적인 전체로 연결합니다. 확장 장치와 호스트의 신뢰성과 간섭 방지 능력을 향상시키기 위해 직렬 통신 인터페이스는 광전 절연 칩을 통해 확장 장치와 호스트에 연결됩니다. 확장은 직렬 통신을 통해 라인의 과전류 정보와 확장 코드를 호스트에 전송할 수 있으므로 호스트는 과전류 오류를 논리적으로 결정할 수 있습니다.
AT89S51 마이크로 컨트롤러 직렬 포트 출력 레벨은 TTL 레벨이므로 장거리 통신이 불가능하며 레벨 변환이 필요합니다. 현재 일반적인 3단계 전원공급망은 100~1000m 케이블로 구성돼 있어 통신거리는 최소 1000m 이상은 돼야 한다. 현재 RS-485의 최장 통신 거리는 1200m이고 표준 노드 수는 32개로 설계 요구 사항을 충족하므로 RS-485 레벨 변환 회로를 외부로 확장할 수 있습니다. AT89S51 마이크로 컨트롤러의 TTL 레벨 출력은 광전 절연 칩을 통과한 후 MAX485 칩에 의해 RS-485 레벨로 변환되어 호스트와 통신합니다.
4.2 시스템 호스트 하드웨어 구성 및 작동 원리
선택적 급속 차단 과전류 보호 시스템의 호스트는 PC와 RS-485/RS-232 변환기로 구성됩니다. 시스템 호스트 회로 블록 다이어그램은 그림 4에 나와 있습니다.
그림 4: 호스트 시스템 회로 블록도
직렬 통신을 통해 확장 장치에서 전송되는 RS-485 레벨은 RS-232/RS-485에 의해 RS-232 레벨로 변환됩니다. 변환기 수준, 그리고 마지막으로 PC의 RS-232 인터페이스에 들어갑니다. 반대로 PC는 직렬 통신을 통해 해당 확장 장치에 오류 피드백 정보를 보냅니다. 호스트와 모든 레벨 사이의 통신 거리가 1200m를 초과하지 않도록 하기 위해 시스템 설계에서는 우물 중앙 변전소에 호스트를 설치합니다. (가장 전문적인 생산 안전 관리 - Risk World Network)
5? 시스템 소프트웨어 설계
시스템 소프트웨어는 확장 소프트웨어와 호스트 소프트웨어로 구성됩니다. 확장 메인 프로그램은 샘플링 인터럽트 서비스 프로그램과 오류 처리 프로그램의 세 부분으로 구성됩니다. 기본 프로그램은 주로 초기화와 자체 테스트 루프의 두 부분으로 구성됩니다. 확장 기본 프로그램 흐름도는 그림 5에 나와 있습니다.
그림 5? 확장 메인 프로그램 흐름도
호스트 소프트웨어는 주로 메인 프로그램과 오류 처리 프로그램의 두 부분으로 구성됩니다. 호스트 메인 프로그램은 확장 메인 프로그램과 유사합니다. 호스트가 확장 과전류 보고서를 수신하면 호스트 오류 프로그램이 주로 논리적 판단을 사용하여 각 확장을 분석하고 분류하는 동안 추가됩니다. . 먼저 세 번째 레벨 확장을 점프한 다음 레벨별로 트리핑 레벨을 분석합니다. 보호 시스템을 선택적으로 만드십시오. 이는 전력망의 과도한 트리핑을 방지합니다. 오류 처리가 완료된 후 프로그램은 기본 프로그램으로 돌아갑니다.
6? 결론
이 보호 시스템을 10kV 실내 진공 회로 차단기와 함께 사용할 경우 10kV 진공 회로 차단기의 고유 개방 시간은 0.1초이며 보호 시스템 동작은 다음과 같습니다. 시간(확장 데이터 수집 시간, 호스트 프로그램 오류 판단 시간, 확장 실행 시간)을 0.1초로 설계하여 전력망에 단락이 발생하면 보호 시스템이 0.2초 이내에 선택적이고 신속한 정전을 달성할 수 있습니다.