基于WSN的煤礦井下選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng).pdf

1、煤礦井下環(huán)境惡劣，供電設(shè)備易遭到破壞，可能導(dǎo)致漏電、觸電甚至引起火災(zāi)和瓦斯爆炸等危險(xiǎn)現(xiàn)象。為了避免事故的發(fā)生，不斷有學(xué)者研究煤礦安全裝置，井下管理方面也變得越來越更加安全、可靠。現(xiàn)在煤礦井下環(huán)境比較特殊，供電系統(tǒng)大多都是通過電纜供電，在潮濕而又狹窄的環(huán)境中極易引起絕緣電阻的下降，導(dǎo)致供電系統(tǒng)對地絕緣阻抗降低或產(chǎn)生過壓沖擊而增加人身觸電的危險(xiǎn)，發(fā)生漏電故障，而且產(chǎn)生的電火花增加了煤礦井下的危險(xiǎn)度，嚴(yán)重影響了煤礦生產(chǎn)安全[1]。故介于以上煤

2、礦井下特殊環(huán)境對供電系統(tǒng)的影響，對供電電網(wǎng)的漏電保護(hù)系統(tǒng)的要求也變得更加嚴(yán)格。
　　現(xiàn)在在煤礦漏電保護(hù)器中最常用的附加直流檢測漏電保護(hù)器、零序電流保護(hù)和接地型旁路漏電保護(hù)都存在著許多缺點(diǎn)，也不能集中性的只應(yīng)用到優(yōu)點(diǎn)，而且布線都是有線方式，需要大量的人力、財(cái)力和物力來解決布線困難的問題，在供電單元泄漏發(fā)生故障時(shí)，工作人員需要大量的時(shí)間檢查泄漏位置，大大影響煤炭生產(chǎn)的進(jìn)展[2]。介于以上問題和漏電保護(hù)方法的不足，本文將無線傳感網(wǎng)絡(luò)(W

3、ireless Sensor Network簡稱WSN)技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了檢測信號或控制信號的無線傳輸和自動組網(wǎng)，解決了煤礦井下布線困難等各種問題。
　　本文在煤礦井下布線方式改成了基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方式，節(jié)點(diǎn)間自動組網(wǎng)，傳輸零序電流信號、零序電壓信號和控制命令信號。ZigBee技術(shù)具有低成本、低功耗、節(jié)點(diǎn)布置方式靈活、性能可靠等特點(diǎn)，能量提供也僅用兩節(jié)五號電池即可，自行構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)也可免

4、去鋪設(shè)線路的繁瑣[3]。本文首先根據(jù)采集來的零序電壓信號的變化來判斷供電系統(tǒng)是否發(fā)生了漏電現(xiàn)象，檢測來的零序電壓信號超過了整定值即可判斷發(fā)生了漏電，此時(shí)終端節(jié)點(diǎn)是處于休眠狀態(tài)的;然后判斷發(fā)生漏電情況后，終端節(jié)點(diǎn)開始對供電系統(tǒng)各個(gè)支路的零序電流進(jìn)行采集、傳輸，利用改進(jìn)灰色絕對關(guān)聯(lián)度選漏算法對井下電網(wǎng)判斷漏電情況，檢測出漏電支路并發(fā)送命令，經(jīng)WSN傳輸給節(jié)點(diǎn)，控制饋電開關(guān)動作，只允許煤礦井下供電系統(tǒng)漏電支路斷開，保證了非故障線路的正常運(yùn)行，