浅谈井下低压电网对地电容补偿方法的改善

浅谈井下低压电网对地电容补偿方法的改善

梁明军

摘要:因为煤矿井下存在电网对地电容，这会明显地增加人身触电电流与漏电电流，倘若一味地实现绝缘电阻的提升，那么到相应程度之后会增加人身触电电流与漏电电流。以电网的工作作为视角而言，最为理想的是具备愈高的绝缘电阻。只有完全地消除电容的作用，即完全补偿电容电流的时候才可以实现。

关键词:井下低压电网;电容电流;自动补偿

低压电网电容电流自动补偿器的功能是多方面的，其中保证矿工的人身安全是主要的方面，这种功能的实现需要发挥DSP的作用，DSP能够实时检测低压电缆的电容，而感性电流和电容电流相关抵消还需要电感，对监测的数据进行计算是这种方法形成的一个重要环节。

1在煤矿井下由于低压电容的存在而带来的危害应该如何估量

在人身触电的电流所受到影响的诸多原因中，电容是一个极为重要的原因。因此，为保证工作人员在工作时不会遭到生命安全上的威胁，电容是几乎趋近于零的，而且可调感性支路也是要设置在适当的位置上的，一般在进行位置选择时，把大地和人为中性点之间的位置作为可调感性支路的设置点。这一设置点的选择使得电感电流与电容电流在并联电路中的流动方向发生相反的现象，从而使得漏电电路在感性支路的效果下被降低，最终达到抵消的效果。此外，在进行对电容电流的测量时，同样有很多种不同的方式。如直接法是用单相金属接地法来进行对电容电流的测量的，而中间法则涉及到了偏置电容法、中性点及电容法等。本文中选择的是偏执电容法，因为该方法经历过多次测量井下电缆电容电流的工作，其所显现的优势是多方面而高效率的，另外，由于该方法所受到的干扰更少，电网的不对称程度对其亦无较大影响，而由于在煤矿井下的电网中，中性点是不接地的，所以，中性点是否存在，根本无关紧要。

2煤矿井下低压电网电容电流补偿的硬件设计

2.1处理器的选用

针对补偿低压电容电流来讲，DsP芯片存在非常大的影响作用。为此，在选择的过程中应当明确其质量高低，一种理想的选择是美国TMs32LF2407型DsP芯片，如此的芯片不但外设控制器，而且可以对实时信号进行处理。在供电的过程中，勿需非常高的电压就可以实现理想的工作效果。由于该芯片在运行的过程中能够提供16路模拟输入A/D，以及如此处理器的输入/输出引脚能够自主地进行编程，并且具备非常显著的数量优势。除此之外，其还具备理想的处理效果，因而能够吸引广大的用户，以及具备非常强的高速运算能力。电容电流补偿器硬件构造的组成间互相制约，DsP处理器重点凭借显示器输出信息，以及要求键盘的操作才可以对这些信息进行读取，并且要注意转换电压前一系列环节的次序，如此特殊的构造会显著地影响到该处理器的性能。

2.2采样电路

针对送来的电压信号大小来讲，TMs32LF2407芯片有要求，为了可以在AD采样的最大限度当中控制电压信号，非常有必要应用电压互感器，由于不达标准的电压信号在进行如此的处理之后才可以实现需要，然而并非所有的互感器都能够进行转换，由于外界的影响会严重地制约如此的信号。另外，也应当兼顾电路的调理，这是由于其抗干扰会对转换的质量产生影响。采样电路对电压的标准比较高，转换电路会实现电压的改变，在A/D转换送入前还应当对信号低通信号滤波。务必注重此过程的所有方面，由于它们间互相制约，进而会严重地影响到低压电容电流的补偿。

2.3执行单元

光藕器件817的隔离作用可以对信号电压进行控制，此为运行过程中的继电器需要应用的基础，这有助于DsP的完好性。因为DsP与继电器供电电源面临比较大的不同之处，因此电压的引入非常容易受到高电压的制约，进而对DsP的作用形成影响。应当紧密地关注低压电网电容电流补偿的现状，这是由于外部条件的改变会形成比较大的制约。改变的电缆长度会对电感形成影响，为此，应当将检测事宜搞好，这有助于保持最为理想的补偿状态。倘若未曾及时地处理存在问题的电感，那么就会出现太过补偿或者是缺少补偿的情况。

接通执行电路电压之后可以对偏置电容前后的电流与电压进行测量，这重点关乎电网接通的某相电压与控制补偿器。继电器的开关特点会影响到非常多的系统，这导致其具备非常广的应用领域。应用电子电路会直接地影响到继电器的接口，由于在全部的过程当中要求跟一系列的机械装置形成联系，因此这导致继电器用途非常大。光耦合器的隔离效果非常强，这重点是基于电信号的输出与输入，为此其被叫做光电耦合器，其具备的作用实现了应用领域的拓展，其被应用于一系列的电路当中。

3煤矿井下低压电网电容电流补偿的软件设计

3.1总体思路

补偿器自身的功能需要采集和执行环节来实现，信号的采集需要通过采集电路来实现，而执行需要执行电路来实现，但是在执行之前还要对收集来的信号进行处理，这个处理是通过DSP来完成，模拟号要通过很多的环节才能完成处理，在进入A／D转换器时需要经过模拟输入通道才能实现，在完成输入后，还要借助DSP来计算三相电容，之后才能得到合适的电感，在这个过程中还要对继电器进行严格的控制。这种设计思想需要发挥一些程序的作用，比如说A／D采样程序设计，在对DSP程序进行设计时要根据总的设计思想进行，这样才能使补偿方法更具合理性。

3.2设计DSP程序

对电压信号数据量的分析是非常关键的一个设计方面，其有助于全部软件设计的开展，傅里叶变换过程会影响到信息数据量的准确性，由于运算该环节要求采样点的信息，傅里叶变换也会影响到计算电容。为此，务必尤为重视此过程的计算。投切滤波器的关键所在是电容结果，在全部的DsP设计图当中，初始化之后得到电压信号，而初始化以后的过程中会影响到执行机构的投切继电器。

3.3设计软件抗干扰

为了确保软件的抗干扰性能更强大，非常有必要应用监控的对策，尤其是在程序发生死机的情况下，这一系列的对策可以借助死锁检测确保程序工作的顺利，像是看门狗就可以实现软件抗干扰性能的增加。倘若程序的严重干扰存在，监控的对策较难处理的情况下，那么就应当借助自动复位加以处理。因为外在干扰程序非常容易发生跑飞的现象，而设计有关的陷阱可以实现如此局面的扭转，设计这一系列的软件陷阱也需要明确相应的位置，没有应用的中断向量区可以实现设计的需要。另外，程序的顺利工作也可以在空白程序区进行，在有的时候程序的混乱会发生，而实现指令长度的改变可以处理如此的混乱情况，并且输入冗余的质量也可以加强程序的功能。

结语

低压电网电容电流在自动补偿器方面的功能是十分丰富的，但是功能的丰富永远都是为了保护矿工的人身安全而服务的。DSP作用的发挥使得这些功能得以有效实现，由于DSP可以对低压电缆的电容进行实时检测，而感性与电容电流的相关抵消现象的发生亦需要电感的出现，所以，对通过监测所捕捉到的数据进行计算能够使这一方法的形成得以推进。最后，关键在于，井下低压电网电容电流的自动补偿一定要在适宜的环境下进行，其中最为关键的一点就在于低压电网电容的下降幅度的大小，通常只有在0.1μF以下才可以使得触电电流不会威胁到员工的人身安全。

参考文献：

[1]张云星.煤矿井下低压电网对地绝缘电阻及分布电容的测量方法分析[J].工矿自动化,2011(06):93-97．

[2]李文江.附加直流电源漏电保护的研究[J].电力自动化设备,2011,31(09):144-147．