短路故障是矿井提升机最严重的故障之一,短路电流特征的提取和分析对及时发现短路故障恢复生产起着重要的作用。在PSCAD/EMTDC下搭建了输电系统仿真模型,并采用C语言编程的方法对仿真模块进行了扩展。仿真结果表明,扩展的短路故障分析模块能准确地采集到短路故障电流,采用EMD分解的方法能有效地提取故障特征。
【基于PSCAD/EMTDC的矿井提升机短路故障电流特征提取与分析】
矿井提升机的短路故障是一种严重的安全事故，可能导致设备损坏、生产中断甚至人员伤亡。短路电流特征的准确提取与分析是快速识别和处理此类故障的关键。PSCAD/EMTDC是一个广泛用于电力系统仿真分析的软件工具，它可以建立详细的输电系统模型，模拟真实工况下的电流变化。
在PSCAD/EMTDC环境下，通过C语言编程扩展了仿真模块，以实现对短路故障的精确模拟和故障电流的实时采集。C语言的灵活性和效率使得模块可以高效地处理大量的计算任务，确保在故障发生时能够迅速响应。
短路电流的特征提取采用了经验模态分解（EMD）方法。EMD是一种非线性数据分析技术，适用于处理非平稳信号，如短路故障时的瞬态电流。通过EMD，可以将复杂电流波形分解为一系列简单、本征模态函数（IMFs），这些IMFs反映了电流的不同时间尺度特征。通过分析这些IMFs，可以有效地识别短路故障的特征，例如电流峰值、上升时间和频率成分，从而辅助故障定位和诊断。
矿井提升机的监控系统通常包括远程通信和数据采集功能。数据服务器配置I/O服务器连接，使得调度室和矿井主通风机监控室能够实现远程通信。在组态变量时，需要区分远程变量和站点变量，以适应不同地点的监控需求。系统不仅监控提升机的启停控制和风门开闭，还收集并分析通风机的各种参数，如电机状态、温度、振动等，提前预警电气、机械和性能故障。
此外，系统具备故障自动切换功能，当风机出现故障或电源中断时，能自动切换到备用设备，确保矿井通风的连续性。同时，系统还能绘制风机的动态运行图、显示实时工况点和特性曲线，便于操作员在线调整报警阈值，并保存重要参数以备查询。系统还具有安全管理功能，设定用户权限，确保安全操作。
实际应用表明，基于S7-300PLC的矿井通风机远程监控系统在姚桥煤矿成功运行，有效提升了设备运行的安全性和经济性。通过PSCAD/EMTDC的短路故障电流特征分析，可以进一步增强系统的故障诊断能力，提高矿井提升机的安全运行水平。
