卢 宏

（阳煤集团一矿，山西阳泉 045000）

0 引言

煤矿井下移动变电站是联系煤矿井下中央变电站和采煤设备的重要设备，将中央变电站的电压等级降低为综采设备可以使用的电压等级。移动变电站的高压真空开关既有故障诊断的功能，又有故障处理的功能，但是由于煤矿井下条件恶劣、工作环境差，井下用电设备漏电、短路、断相等故障经常发生。本文以stm32f103单片机为核心，对煤矿高压开关保护系统进行优化设计，在分析煤矿供电系统常见故障及故障原因的基础上，确定保护实现方法，介绍主要硬件电路设计方案及软件实现方法，提升煤矿高压开关保护系统的选择性和可靠性[1]。

1 煤矿供电系统结构

图1 煤矿供电系统结构图

煤矿供电系统结构如图1所示，包括外部电源接入、煤矿地面变电站、井下中央变电站、采取变电所和工作面配电站等部分组成[2-4]。地面变电所中包含煤矿供电系统的主变压器，可以接入外部10 kV或者35 kV等级电压。外部电能经过地面变电所的降压处理后，输送到煤矿井下中央变电所，进行电能的分配。煤矿移动变电站是煤矿供电系统中降压处理的最后环节，输出电压等级为660 V或380 V低压电，供给煤矿井下综采设备、负荷使用。

2 煤矿供电系统故障分析

2.1 短路保护原理

短路故障是煤矿供电系统中常见故障之一，当线路中出现短路故障，电路中的电流急剧增加，导致电缆温度升高、煤矿井下发生火灾。因此，对于煤矿供电系统中的短路故障，需要及时切除故障，这对电力系统速断保护的快速性有很高的要求[5-6]。……