IC697PWR720

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1 综合保护系统的功能及井下常见故障分析 1.1 综合保护系统的功能 ·测控功能：本系统具有“遥测、遥信、遥控、遥调”四遥功能。遥测是指本系统能检测采区变电所每次出线的电流、电压、功率、COSΦ、开关内温度等模拟量。遥信是指本系统能检测开关的位置状态及实验按钮状态。遥控是指本系统能对开关进行正常分、合闸操作。遥调是指本系统能在上位机对馈电开关进行保护动作值整定。 ·保护功能：本系统具有漏电保护、过载保护、短路保护、欠压保护、断相保护等保护功能。 ·绝缘监测功能：本系统能对低压馈电线路绝缘状况进行实时监测并且具有漏电闭锁功能。 ·故障记忆功能：漏电、过载、短路等故障发生时，本系统在上位机或下位机均可记忆故障发生的时刻和类型。 ·通信功能：所内采区开关智能监控单元采用RS-485现场总线通信方式，并且与采区工控主机进行实时通信。 ·现场显示功能：每个开关均采用带背光的汉字液晶显示模块显示各种信息。包括监测参数显示、通信情况显示(上行、下行)、故障类型、系统正常指示、电源指示及系统自检情况等。 1.2 井下电网常见故障特性分析 煤矿井下供电系统在运行时，可能会出现各种故障和不正常运行状态。常见的主要故障是相间短路以及变压器、电动机绕组的匝间短路等。不正常运行状态主要是指过负荷、断相、欠电压、过电压以及单相接地等不正常工作情况。对于系统的保护常用故障特征量进行分析与综合。如电网中发生两相短路时，系统中不但存在正序分量，还存在负序分量，但零序分量为零，并且两故障相电流大小相等、方向相反。这是两相短路的重要特征。单相断相时线路中会出现负序电流，但负序电流的大小与两相短路时不同，因此可通过判断负序电流的大小来区分两相短路故障和单相断相故障。单相接地是煤矿井下电网中出现频率高的故障形式。若某一支路发生漏电或人身触电，大的特点是会有零序电流产生，非故障支路零序电流由支路流向母线，其大小为： Ioi=3U0(1/r+jwc) (1) 式（1）中：r和C分别为各支路每相对绝缘电阻和分布电容。非故障支路零序电流超前零序电压，超前角度α<π/2,当r=∞时，α=π/2。而非故障支路零序电流则从母线流向支路，为： 故障支路和非故障支路中零序电流不仅大小不同，而且相位相反。根据零序电流的方向可以区分故障支路和非故障支路，从而实现横向选择性漏电保护。三相短路和过负荷属于煤矿井下电网对称性故障和不正常运行状态，它们共同的特点是：故障后三相电流仍然对称，系统中只存在正序电流分量，并且幅值增大。过负荷通常是因为整定不当、违章操作、重载启动等原因造成的。但只要设备的运行温度没有超过其允许升温，电网还允许继续运行，否则就要进行保护。煤矿井下大多数电气设备，如变压器、电动机等，都具有的允许过载能力，时间越短，允许通过的过载电流越大。因此，为了充分发挥被保护元件的效益，又不至于因长时间过热而造成损坏，对过载的保护应具有反时限特性。 为了适应井下电网在不同负载条件下对过载保护的要求，本保护装置可以选择如图1所示的7条不同的反时限过载保护特性曲线。 2 综合保护系统所用算法 算法是微机保护研究的重点之一。目前已提出的算法有很多种，例如两点乘积算法、导数算法、傅里叶算法、沃尔什函数算法、解微分方程算法以及小二乘算法等。分析和评价各种不同算法优劣的标准是精度和速度。人们已经进行了大量的研究，提出了许多适用于微机保护的算法[1][2]，各种算法各有其应用价值，具体选择哪一种算法需根据对保护功能的要求、应用场合来具体确定。 2.1 故障检测算法 故障检测算法要尽量简单并且运算量小，又要能对所监视范围内的故障做出灵敏的反应。电力系统正常运行与故障状态的区别，特别体现在故障前后电流的变化上。因此采用电流故障分量来检测故障具有足够的灵敏度[3]。电流故障分量的提取可采用以下算法： △i(t)=i(t)-(-1)ni(t-nT/2) (3) 式（3）中：△i(t)为电流故障分量；i(t)为实测电流；T工频周期；n=±1,±2,… 将式（3）离散化可得： △i(k)=i(k)-(-1)ni(k-nN/2) (4) 其中N为每工频周期采样点数。 这种算法虽不，但基本上能满足要求，且简单易行。采用电流故障分量作为故障检测方法时，具有下列优点： (1) 在稳定状态下电流中的谐波分量被自然滤出，△i(t)中不平衡输出小； (2)输出△i(t)存在时间是固定的，不随故障电流的大小而变化； (3)输出△i(t)的波形没有衰减。 令式(4)中的n分别为1和2，就可得到半周比较法和周-周比较法。但无论是周-周比较法还是半周比较法，都存在一个问题，那就是在电网频率波动时，会产生的不平衡电流。因此为了电网频率波动所带来的误差，可采用双周比较法和双半周比较法。 双周比较法防止了因频率偏移引起的误动作，但它需要较长的数据窗(两个工频周期)，使数据存储量增大，并且它仍受系统频率的影响，当振荡周期很小时仍有可能误动作。为了缩短数据窗，本系统采用式(4)所示的双半周比较法： △i(k)=│i(k)+i(k-N/2)│-│i(k-N/2)+i(k-N)│ (5) 式(5)中i(k)为某一瞬间的相电流采样值，i(k-N/2)为半周期前同一相电流采样值，i(k-N)为一周期前同一相电流采样值。该方法数据窗短，计算简单。取整定值ε为正数，则故障检测元件判别式为： │△i(k)│≥ε (6) 当满足式(6)时，故障检测元件动作。ε的选择原则是在保证可靠检测出所监测范围内所有故障的前提下，尽量使非故障扰动(如负荷波动)时不起动。此外，为提高抗干扰能力，程序设计中当有连续三次│△i(k)│≥ε时才确认有故障发生，从而保证了保护起动的准确性。 2.2 滤序算法 煤矿井下低压电网中的负载大多是起动电流很大的鼠笼型电动机，这就使得保护装置需要区分线路末端的短路电流和大型电动机的起动电流。对于三相短路电流，可以利用相敏保护原理加以区分；但对于两相短路，相敏保护就无能为力了。这就需要利用两相短路时出现的负序电流分量来检测。此外，断相故障也会产生负序电流，因而也可利用它来进行断相故障检测。 负序分量的计算大致上可分为两种方法：向量法和采样点计算法。本文主要讨论本系统所采用的采样点计算法。 （1）装有三相电流互感器的线路的负序分量的计算要饭负序分量的基本公式： 离散化后的形式为： iA2(k)=1/3[iA(k)+iB(k-N/3)+iC(k-2N/3)] (8) 式（8）中N为工频周期内的采样次数。 这种算法所需数据窗宽度为2N/3+1。当N=12时的计算公式为： iA2(k)=1/3[iA(k)+iB(k-4)+iC(k-8)] (9) 将式（7）改写为： 离散化后得： iA2(k)=1/3[iA(K)+iB(k-N/3)-iC(k-N/6)] 一、项目概述： 轨道交通M8线北起杨浦江湾新城，经虹口、闸北、黄浦、卢湾、终止于浦东三林，是上海市城市轨道交通网络规划中沟通城市南北翼的重要径向线。利用赫斯曼产品构成的网络对每个车站进行电力监控。   二、网络拓扑： M8线网络结构采用环型＋星型结构。网络主干设备使用MICE2000，采用单模光纤构成冗余以太网环，冗余切换时间小于500毫秒。站控单元上连网络主干，下连MICE3000，MICE3000通过多模光纤，星型连接方式连接PLC、RTU等远程设备。   三、网络设备选型： M8线电力监控网络设备选用德国赫斯曼公司模块化工业以太网络产品MICE系列产品，构成光纤以太环网。MICE产品专门针对恶劣的工业环境而设计，为了确保高的可靠性，MICE符合了所有关于EMI、震动、冲击、工业温度等的相关工业指标。它采用无风扇设计，支持电源冗余和HIPER-Ring。同时，MICE具有高度的灵活性，采用模块化的结构，允许你按照需求自行选择不同的功能模块。结构紧凑、重负荷设计，适用于工业领域的应用，可安装在标准的DIN轨上。集成在内的LED可以显示交换机的工作情况。 MICE也带有SNMP管理单元并集成有基于WEB的管理系统。这些特征为快速建立和安装网络提供了简单、便于使用的配置功能。广泛的网络与设备信息也为终端系统提供了可靠性。 模块化构架是经济的：您只需要买您所需要的东西。 集成了许多自动功能：以太网/快速以太网自动识别、自动协商、自动设置、自动交叉等。 支持标准：10Base-T,10Base-FL,100BASE-TX和100BASE-FX。 可以采用双绞线、多模光纤和单模光纤进行联接。 操作可靠性为优先考虑：无风扇设计，通过专门的散热器散热。 [align=center] [/align] 说明：各交换机模块配置可根据要求进行调整。 四、网络方案说明和特点： 本网络方案根据现有的各部门的网络布局和拓扑结构，采用了目前为可靠成熟先进的网络技术和设备，以优化的配置，保证了网络的高可靠性。网络结构采用了环形加星型的以太网结构，使网络在发生多个不同故障点（线路、交换机模块）的情况下仍然能够正常工作，网络主干交换机采用MICE工业以太网主干交换机，确保了整个网络系统的稳定、可靠运行。具体地讲，该网络系统具有如下几方面的特点： 1，多重冗余和高可靠性 所采用的MICE以太网交换机属于工业级以太网产品。具有双电源冗余；工作温度范围可以从0到60℃。 所有的交换机是完全工业级的网络产品。牢靠的重负荷设计，其性能指标远远超过普通的OA网络产品，电磁兼容性、工作温度、防震等指标完全符合工作现场的要求。 在设计过程中，我们采用模块化工业以太网交换机尽可能地减少故障点。 MICE支持VLAN、组播控制和Port Priority（端口优先级）设置，从而可以大程度地限制网络上的广播和组播信息，提高网络的可靠性和工作效率。 网络安装和故障诊断比较方便。MICE交换机带有SNMP管理单元，而且还集成有基于WEB的管理系统，这为快速地进行网络组态、诊断、故障定位和管理提供了方便。 2、开放性和可扩展性 HIRSCHMANN工业以太网，完全符合标准的802.3以太网标准，支持光纤/双绞线连接和TCP/IP协议。比现场总线通信有更大的性，是成熟和现代的工业网络解决方案，提供了各种工业控制设备的通用传输平台。 HIRSCHMANN网络产品除了能满足工业现场的要求之外，还支持多种网络拓扑结构和多重冗余方式，如（单）环网冗余、单环双节点冗余、双总线冗余、双环网冗余和环间冗余（下联冗余）。环间冗余（下联冗余），即可以在两个环网之间建立两条互为热备的连接通道，当其中一条发生故障时可以自动切换到另外一条通道，为系统的扩展提供了很大的方便。 MICE工业以太网设备是上第一款模块化的工业以太网交换机，采用了完全模块化的设计，从而大大降低了扩展的成本。 由于采用了的网管软件HiVision，它支持OPC Server，可以与工业监控组态软件实现数据通信，从而使网络管理集成到SCADA系统中进行统一管理。 3、严格的保证 在数据传输链路方面，由于骨干网的交换机都带有SNMP管理单元，集成了基于WEB的管理系统，支持RMON网管。从而保证了良好的性。 对交换机的管理采用了二级密码访问机制，可以关闭不用的交换机端口，防止外部设备的非法接入。 MICE系列交换机不仅支持VLAN，同时支持IGMP。介绍了一种在固定的单摄像头拍摄的交通图像序列中检测、跟踪、分类车辆的方法。该方法大致可分为三部分:抽取背景图像和图像分割;基于针孔模型的摄像机定标,计算透视投影矩阵;利用区域特征进行匹配跟踪,建立目标链,恢复目标三维信息,采用模型匹配法对车型分类。实验证明该方法简单可行。 　　关键词：图像分割　车型识别　目标跟踪　模型匹配 　　在现代交通管理和道路规划中,交通流量和通行车辆的类型、速度是重要的参数。自动获取这些数据的方法大致可以分为两类:一类是利用压电、红外、环形磁感应线圈等传感器获得车辆本身的参数,这类方法跟踪识别率较高,但是容易损坏,安装也不方便;还有一类就是基于图像处理和模式识别的方法,克服了前面一类方法的局限,由于图像处理识别技术的进步和硬件性价比的大幅提高,有实用价值的系统已经出现。这些系统的使用证明:图像处理识别车型的方法日趋成熟,环境适应能力较强,能长期稳定工作,但是计算量大,识别正确率不如感应线圈、激光读卡等方法高。本文的研究属于后者,利用安装在高处的单个静止摄像头监视路面,利用运动分割与模型匹配的方法,检测并统计多车道的车流信息。 　　整个识别过程分三步:分割、跟踪和车型判定。运动目标的分割常采用帧差法。在监控场合,摄像头大多是固定的,背景基本没有变化或者变化缓慢,可以从图像序列中逐渐取出背景图像,然后利用帧差法检测出目标区域,同时还可以检测静止目标。

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