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我国作为世界第一大煤炭生产国及第一大煤炭消费国，煤炭的生产和利用对我国国民经济的发展有着不可忽视的重要作用。近年来中性点经消弧线圈接地系统广泛应用于矿山供电中，有效降低故障时接地电流的大小，减少了矿山供电事故的发生。消弧线圈的补偿作用严重影响了传统故障检测系统的工作性能，但在消弧线圈的影响下，故障暂态信息仍较为完整，可据此解决消弧线圈带来的一系列问题。因此，设计一种基于故障暂态信息且可靠性高、时效性好的故障检测系统，对提高矿山供电可靠性和安全性具有很高的现实意义。 本文结合中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时暂态信息及工频信息的极性特征，选择一种综合工频故障电流和暂态故障电流极性特性进行故障选线的选线方案。结合故障充电过程和放电过程的波形特征，选择了一种充电过程与放电过程相结合的定位方案。并利用MATLAB/Simulink仿真工具搭建10kV中性点经消弧线圈接地系统仿真模型，对系统的稳态及暂态故障信息进行仿真。分别仿真系统在不同故障距离、故障角度、故障接地电阻情况下故障工频电流和故障暂态电流的相关系数极性关系以及暂态零序电流幅频特性的变化特性，用以验证故障选线方案和故障定位方案的可行性。 本文结合矿山供电系统的特殊环境以及所选故障保护方案的算法特征，进行了以FPGA为控制核心的故障检测系统方案设计。本设计方案选用的FPGA芯片为Cyclone II系列的 EP2C8Q208C8N，其他硬件电路包括:电压和电流传感器、信号调理电路、高速A/D转换电路、下载配置电路、SDRAM、LCD液晶显示电路等。该设计方案能够满足对高频暂态故障信息的采集及处理，可以对矿山供电系统的单相及两相接地故障进行有效检测。为了提高检测系统的集成性能，本文利用FPGA的硬件可编程特性，在Quartus II和SOPC Builder开发环境下搭建Nios II标准软核，构造检测系统的控制核心，在FPGA中编程实现十选一多路开关、PLL时钟分频等硬件功能。结合故障保护方案的理论基础，设计保护方案的软件流程。