基于EtherCAT通訊協(xié)議的井下防越級跳閘系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，我國煤礦井下配電系統(tǒng)普遍存在多級、每級線路較短的特點，多級的特點導(dǎo)致繼電保護配合時限無法滿足的問題，而每級線路較短的特點則導(dǎo)致速斷保護范圍很小甚至為零的問題，這兩個問題最終都導(dǎo)致了共同的后果：繼電保護系統(tǒng)出現(xiàn)越級跳閘的問題。針對井下保護越級跳閘的問題，本文在對EtherCAT進行大量研究并結(jié)合井下配電系統(tǒng)的實際情況的基礎(chǔ)上提出了基于EtherCAT通訊協(xié)議的井下防越級跳閘系統(tǒng)方案。
　　該方案摒棄了通過外加設(shè)備解決井下繼電保

2、護系統(tǒng)越級跳閘問題的思路，而是將防越級跳閘功能和監(jiān)控系統(tǒng)融合在一起，通過監(jiān)控系統(tǒng)來解決井下繼電保護越級跳閘的問題，防越級功能和監(jiān)控系統(tǒng)的融合通過EtherCAT通訊協(xié)議實現(xiàn)，防越級任務(wù)的實時性則由監(jiān)控主站的實時核來保證，監(jiān)控主站通過EtherCAT通訊網(wǎng)絡(luò)采集各高壓綜合保護器動作值，并根據(jù)已設(shè)定方案向?qū)?yīng)高壓綜合保護器下發(fā)動作和延時指令，由于系統(tǒng)監(jiān)控任務(wù)的優(yōu)先級比防越級任務(wù)的優(yōu)先級低，所以系統(tǒng)監(jiān)控任務(wù)是在防越級任務(wù)的運行間隔執(zhí)行的?；?/p>

3、EtherCAT通訊協(xié)議的井下防越級跳閘系統(tǒng)方案不僅能夠在不添加多余設(shè)備的情況下解決繼電保護系統(tǒng)越級跳閘的問題，而且還能夠進一步提高井下監(jiān)控系統(tǒng)的實時性。
　　本文首先對井下繼電保護系統(tǒng)越級跳閘的原因進行了詳細探究，并根據(jù)EtherCAT通訊協(xié)議的特點和井下配電系統(tǒng)的實際情況提出了EtherCAT有分站式防越級網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，將該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和現(xiàn)有井下“以太網(wǎng)+RS485/CAN”雙層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架進行了可靠性對比分析，同時對系統(tǒng)的實時性進行了理

4、論計算，并提出了系統(tǒng)的具體實施方案，然后通過對小波濾波技術(shù)的研究和仿真，分別提出了硬閾值和軟閾值兩種去噪方法下的最優(yōu)小波基，最后對EtherCAT高壓綜合保護器的硬件和系統(tǒng)的軟件進行了詳細設(shè)計，并在實驗室現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，做出了由神州四號開發(fā)板和以NP40為EtherCAT從站ESC控制芯片的AB6607組成的測試用EtherCAT綜保器，監(jiān)控部分的測試結(jié)果表明系統(tǒng)監(jiān)控主站能夠通過EtherCAT通訊網(wǎng)絡(luò)準確可靠地檢測系統(tǒng)包括短路電流在