多功能電機保護器設計及保護算法研究.pdf

1、電動機作為各種生產機械的動力設備，它已經(jīng)應用到了國民經(jīng)濟的各行各業(yè)。而電動機大多工作在高溫、高濕、多塵埃的惡劣環(huán)境下，容易出現(xiàn)堵轉、短路、斷相、漏電和過負荷等故障，從而導致電動機損壞甚至燒毀。因此，做好電動機保護具有保證安全生產、減少國民經(jīng)濟損失等重要意義。
　　本文利用對稱分量法將A、B、C三相系統(tǒng)分解成相互獨立、且是對稱的正序、負序、零序的序分量系統(tǒng)。在此基礎上，詳細分析了序分量與過載、堵轉、欠載、三相不平衡、斷相、短路、接地

2、、相序等電動機常見故障的關系，結合故障特征量（文中為序分量基波幅值）提取算法，建立了涵蓋以上各種故障的保護模型。
　　故障特征量提取算法的精度及時窗長度關系到整個保護裝置的動作可靠性與實時性。本文采用軟件擴展的方法將單周采樣點數(shù)擴展為三周采樣點數(shù)，結合三周morlet小波算法求取故障特征量，達到了估計精度與采樣長度的雙重滿足。并對卡爾曼濾波算法進行了改進，即運用sym4小波對基波分量估計值進行分解重構，利用高頻分量模極大值來檢測故

3、障信號，更新增益系數(shù)和誤差協(xié)方差矩陣，減少了卡爾曼濾波器的暫態(tài)時延，保證了保護裝置的動作實時性與精確性。
　　最后，設計了以C8051F021為核心的保護裝置硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)主要進行了數(shù)據(jù)采集模塊、人機接口模塊、繼電輸出模塊和通信模塊的設計。軟件系統(tǒng)設計包括了初始化子程序模塊、數(shù)據(jù)采集程序設計、特征量求取程序設計、故障判別及保護模塊、人機接口程序模塊等模塊的設計。實驗表明，本保護器在可靠性、快速性、準確性都達到了要求，