【摘要】：近年來,礦井供電系統短路導致的越級跳閘狀況時有發(fā)生,嚴重危害礦井工作人員的生命安全和礦井供電系統的穩(wěn)定運行。針對這一問題,并結合我國礦井供電系統供電層次多、輸電線路短以及礦井干擾信號多、腐蝕能力強等特點,本文提出了一種基于S3C2440AL-40型ARM9芯片的光纖縱差保護裝置,以期提高礦井供電系統防越級跳閘保護裝置的安全可靠性。在本次設計中,主要對礦井防越級跳閘光纖縱差保護裝置的工作原理、保護通信模式、時間同步方式、保護采樣算法以及軟硬件電路設計方面進行了研究。首先,根據礦井供電系統的實際情況,對光纖縱差基本原理進行了論述,對差動保護判據進行比較選取。然后,分析不同光纖通信模式,設計出適用于礦井供電網的專用型光纖通道,并針對采樣時刻調整法受通道改變影響較大的問題進行了改進。接著,針對礦井干擾信號過多,單一使用傅里葉變換無法精確提取真實信息的問題,結合傅里葉變換和小波變換、小波熵等技術改進了保護算法,利用MATLAB進行礦井供電網絡模型搭建和算法仿真,仿真結果表明,本文的保護算法具有較高的精確性和抗干擾能力。最后,基于ARM9系列芯片和嵌入式μC/OS-II操作系統對防越級跳閘光纖縱差保護裝置進行了軟硬件設計,硬件部分包括最小系統和功能模塊的設計,軟件部分包括保護主程序、數據采集程序、通信程序、故障處理程序以及人機交互程序。本文基于S3C2440AL-40型ARM9芯片完成了礦井防越級跳閘保護裝置的軟硬件設計,設計了一種礦用型光纖通信模式,并對傳統時間同步方式以及采樣算法進行了改進。仿真實驗和功能測試實驗結果表明,本文設計的礦井防越級跳閘光纖縱差保護裝置能夠較精確地完成保護動作,具有較高的可靠性和應用價值。圖[51]表[5]參[55]
【圖文】：

3 光纖縱差保護通信設計保護裝置和光纖通道兩部分組成，其結構極其簡單不易損壞，且很容易檢測到障點，便于維修。這種通信方式的傳輸信號比復用型弱，適合 50km 的線路保，但纖芯利用率不高。通過對專用方式與復用方式傳輸特點的分析，結合礦井供電系統通信距離短特點，本文在礦井供電系統光纖縱差保護裝置之間的光纖通信采用專用型光纖信的連接方式。.1.3 本文光纖縱差保護裝置通信模式設計結合礦井供電網的實際情況，本文在光纖縱差保護裝置之間選用的是專用光通道的連接方式。在光纜選取方面，，本文參考了市面廣泛使用的 OPGW、ADSS。目前，廣泛使用的光纖復合架空地線(OPGW)和全介質自承式光纜(ADSS)很程度的提高了光纖的機械強度。

圖 9 MGTSV 礦用防爆光纜Fig. 9 MGTSV mine explosion-proof optical cable文設計的光纖縱差保護裝置光纖通道模式示意圖310nm 的 AFBR-5803ATZ 光收發(fā)器，傳輸速度為完全符合 100Base-FX 標準光學性能的要求。成簡單，故障發(fā)生率低，具有良好的傳輸速率的性。在實際使用中，可以多備一條光纖通道增強摻鉺光纖放大器RX摻鉺光纖放大器RX803ATZTXTX裝置 M側AFBR圖 10 線路保護光纖通信構成示意圖
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM773;TD611

【參考文獻】

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本文編號：2701291