CN102361228B - 矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，包括检测电路用于采集三相动力电母线的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号。信号调理电路用于接收检测电路采集到的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号，并将其调理成PLC可识别的标准信号输出。PLC用于接收信号调理电路输出的标准信号，将标准信号转变成可显示数据，并根据标准信号判断设备是否出现过载、短路、接地和绝缘下降故障，如果出现过载、短路、接地或绝缘下降则输出对应的控制信号。控制执行机构用于接收PLC发送的控制信号，根据控制信号对应对设备进行电气控制。该装置抗干扰能力强、性能稳定。

Description

矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置

技术领域

本发明涉及煤矿机电设备技术，尤其涉及一种矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置。

背景技术

矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置适用于周围介质含有混合物及煤尘等爆炸性危险气体的煤矿井下。目前，国内公知的10KV矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置大都是以单片机为核心保护单元，采用电机牵引、链传动、机械储能的合分闸控制方式。由于单片机容易受到井下恶劣环境的干扰，容易引发设备的误动，造成其性能不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗干扰能力强、性能稳定的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置。

为达到上述目的，本发明提供了一种矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，包括：

检测电路，用于采集三相动力电母线的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号；

信号调理电路，用于接收所述检测电路采集到的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号，并将其调理成PLC可识别的标准信号输出；

PLC，用于接收所述信号调理电路输出的标准信号，将所述标准信号转变成可显示数据，并根据所述标准信号判断设备是否出现过载、短路、接地和绝缘下降故障，如果出现过载、短路、接地或绝缘下降则输出对应的控制信号；

控制执行机构，用于接收所述PLC发送的控制信号，根据所述控制信号对应对设备进行电气控制；

人机交互界面，用于向所述PLC发送控制指令，或接收所述PLC发送的可显示数据并输出显示。

本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，所述信号调理电路是型号为3108G-4的信号调理板(XTB)，所述检测电路包括：

分别安装于三相动力电母线的A相和C相上的第一双线圈电流互感器和第二双线圈电流互感器，第一双线圈电流互感器的上线圈的上端、第一双线圈电流互感器的下线圈的上端、第二双线圈电流互感器的上线圈的上端、第二双线圈电流互感器的下线圈的上端分别对应与信号调理板的IA+、Ia+、IC+、Ic+端子相连，第一双线圈电流互感器的上线圈的下端、第一双线圈电流互感器的下线圈的下端、第二双线圈电流互感器的上线圈的下端、第二双线圈电流互感器的下线圈的下端、以及信号调理板的IA-、IC-、Ia-、Ic-端子均与信号调理板的COM端子相连，且该COM端子接地；

其原边通过第一熔断器并接于三相动力电母线上的三相五芯柱电压互感器，三相五芯柱电压互感器的开口三角形副边通过第二熔断器与所述信号调理板的UAI、UBI、UCI、和U0I端子相连；

其输入端并接于三相动力电母线上且其输出端接地的阻容吸收器；

安装于三相动力电母线上的零序电流互感器，零序电流互感器上绕有第一线圈和第二线圈，第一线圈的一端依次通过RC滤波电路、漏电检测按钮与信号调理板的U0I端子相连，第一线圈的另一端接地，第二线圈的两端分别对应与信号调理板的I0+、I0-端子相连，第二线圈与信号调理板I0-端子相连的一端接地；

线缆绝缘检测电阻的一端接地，另一端与第三线缆的一端相连，第三线缆的另一端绕过三相动力电母线的包层后与信号调理板的JS端子相连。

本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，所述PLC的型号为3108G，所述人机交互界面包括型号为TFT480272-4.3的显示屏，所述控制执行机构包括：

型号为ZK2Y-10/630-12.5的高压永磁机构真空断路器，高压永磁机构真空断路器的主触点与三相动力电母线相连，高压永磁机构真空断路器的1号和2号端子分别与三相五芯柱电压互感器的开口三角形副边相连，高压永磁机构真空断路器的14号和13号端子分别对应与PLC的0.0+、0.1+端子相连，PLC的0.0-端子通过近控合闸按钮与钮子开关的2号选择端相连，PLC的0.0-端子通过远控合闸按钮与钮子开关的3号选择端相连，钮子开关的1号公共端与高压永磁机构真空断路器的14号端子相连，PLC的0.0-端子通过依次串联的门限位开关和机芯到位开关与高压永磁机构真空断路器的34号端子相连，PLC的0.1-端子与高压永磁机构真空断路器的35号端子相连，PLC的0.1-端子通过近控分闸按钮与钮子开关的5号选择端相连，PLC的0.1-端子通过远控分闸按钮与钮子开关的6号选择端相连，钮子开关的4号公共端与高压永磁机构真空断路器的13号端子相连，PLC的0.0端子通过断路器辅助开关与PLC的V0+端子相连。

本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，信号调理板的UA、UB、UC、IA、IC、Ia、Ic、U0、GND、I0和Ur端子分别对应与PLC的UA、UB、UC、IA、IC、Ia、Ic、U0、3M/2M、I0和Ur端子相连。

本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，显示屏的YK5、YK4、YK3、YK2、YK1端子分别对应通过复位按钮、上行按钮、下行按钮、移位按钮、确认按钮与显示屏的24VD端子相连，显示屏的RS232接口与PLC的PORT1端子相连。

本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，还包括电源，电源的输入端与三相五芯柱电压互感器的开口三角形副边相连，电源的24V+端子分别与显示器的24V+端子、PLC的VI+端子相连，电源的24V-端子分别与显示器的24V-端子、PLC的VI-端子相连。

本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，PLC的PORT0端子通过RS485接口与上位机通讯。

本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，还包括串接在三相动力电母线上的隔离开关。

本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置包括检测电路用于采集三相动力电母线的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号。信号调理电路用于接收检测电路采集到的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号，并将其调理成PLC可识别的标准信号输出。PLC用于接收信号调理电路输出的标准信号，将标准信号转变成可显示数据，并根据标准信号判断设备是否出现过载、短路、接地和绝缘下降故障，如果出现过载、短路、接地或绝缘下降则输出对应的控制信号。控制执行机构用于接收PLC发送的控制信号，根据控制信号对应对设备进行电气控制。人机交互界面用于向PLC发送控制指令，或接收PLC发送的可显示数据并输出显示。信号调理电路的预处理和PLC的抗干扰性提高了矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置的抗干扰能力，使其性能更加稳定。

附图说明

图1为本发明的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：

本实施例的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置包括检测电路，用于采集三相动力电母线的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号。信号调理电路，用于接收检测电路采集到的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号，并将其调理成PLC可识别的标准信号输出(通常包括整形、滤波、放大、AD转换等)。PLC，用于接收信号调理电路输出的标准信号，将标准信号转变成可显示数据，并根据标准信号判断设备是否出现过载、短路、接地和绝缘下降故障，如果出现过载、短路、接地或绝缘下降则输出对应的控制信号。控制执行机构，用于接收PLC发送的控制信号，根据控制信号对应对设备进行电气控制。人机交互界面，用于向PLC发送控制指令，或接收PLC发送的可显示数据并输出显示。

参考图1所示，其中，信号调理电路是型号为3108G-4的信号调理板XTB，检测电路包括分别安装于三相动力电母线的A相和C相上的第一双线圈电流互感器TAa1和第二双线圈电流互感器TAa2，第一双线圈电流互感器TAa1的上线圈的上端、第一双线圈电流互感器TAa1的下线圈的上端、第二双线圈电流互感器TAa2的上线圈的上端、第二双线圈电流互感器TAa2的下线圈的上端分别对应与信号调理板XTB的IA+、Ia+、IC+、Ic+端子相连，第一双线圈电流互感器TAa1的上线圈的下端、第一双线圈电流互感器TAa1的下线圈的下端、第二双线圈电流互感器TAa2的上线圈的下端、第二双线圈电流互感器TAa2的下线圈的下端、以及信号调理板XTB的IA-、IC-、Ia-、Ic-端子均与信号调理板XTB的COM端子相连，且该COM端子接地。其原边通过第一熔断器FU1-3并接于三相动力电母线上的三相五芯柱电压互感器TV，三相五芯柱电压互感器TV的开口三角形副边通过第二熔断器FU4-6与所述信号调理板XTB的UAI、UBI、UCI、和U0I端子相连。

其输入端并接于三相动力电母线上且其输出端接地的阻容吸收器RC-3。安装于三相动力电母线上的零序电流互感器LHO，零序电流互感器LHO上绕有第一线圈L86和第二线圈L87，第一线圈L86的一端依次通过RC滤波电路、漏电检测按钮SB3与信号调理板XTB的U0I端子相连，第一线圈L86的另一端接地，第二线圈L87的两端分别对应与信号调理板XTB的I0+、I0-端子相连，第二线圈L87与信号调理板I0-端子相连的一端接地。线缆绝缘检测电阻R2的一端接地，另一端与第三线缆L88的一端相连，第三线缆L88的另一端绕过三相动力电母线的包层后与信号调理板XTB的JS端子相连。

参考图1所示，其中，PLC的型号为3108G，控制执行机构包括型号为ZK2Y-10/630-12.5的高压永磁机构真空断路器ZDY，高压永磁机构真空断路器ZDY的主触点与三相动力电母线相连，高压永磁机构真空断路器ZDY的1号和2号端子分别与三相五芯柱电压互感器TV的开口三角形副边相连，高压永磁机构真空断路器ZDY的14号和13号端子分别对应与PLC的0.0+、0.1+端子相连，PLC的0.0-端子通过近控合闸按钮SB1与钮子开关NK1的2号选择端相连，PLC的0.0-端子通过远控合闸按钮SB9与钮子开关NK1的3号选择端相连，钮子开关NK1的1号公共端与高压永磁机构真空断路器ZDY的14号端子相连，PLC的0.0-端子通过依次串联的门限位开关SQ1和机芯到位开关SQ2与高压永磁机构真空断路器ZDY的34号端子相连，PLC的0.1-端子与高压永磁机构真空断路器ZDY的35号端子相连，PLC的0.1-端子通过近控分闸按钮SB2与钮子开关NK1的5号选择端相连，PLC的0.1-端子通过远控分闸按钮SB10与钮子开关NK1的6号选择端相连，钮子开关NK1的4号公共端与高压永磁机构真空断路器ZDY的13号端子相连，PLC的0.0端子通过断路器辅助开关与PLC的V0+端子相连。

继续参考图1，信号调理板XTB的UA、UB、UC、IA、IC、Ia、Ic、U0、GND、I0和Ur端子分别对应与PLC的UA、UB、UC、IA、IC、Ia、Ic、U0、3M/2M、I0和Ur端子相连。显示屏XS的YK5、YK4、YK3、YK2、YK1端子分别对应通过复位按钮SB8、上行按钮SB7、下行按钮SB6、移位按钮SB5、确认按钮SB4与显示屏XS的24VD端子相连，显示屏XS的RS232接口与PLC的PORT1端子相连。PLC的PORT0端子通过RS485接口与上位机通讯。本实施例的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置还包括电源DY和串接在三相动力电母线上的隔离开关QS。电源DY的输入端与三相五芯柱电压互感器TV的开口三角形副边相连，电源DY的24V+端子分别与显示器XS的24V+端子、PLC的VI+端子相连，电源DY的24V-端子分别与显示器XS的24V-端子、PLC的VI-端子相连。

本实施例的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置PLC接受检测电路输出的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号及设备状态信号用于人机界面的信号显示，同时对这些信号进行判断，若设备出现过载、短路、接地、线路绝缘下降等故障信号时，PLC输出继电器0.1吸合，其触点0.0-、0.1-闭合，使高压永磁机构真空断路器ZDY的13号端子、35号端子短接，高压永磁机构真空断路器ZDY使分闸线圈得电，永磁机构分闸；若设备和设备运行正常，PLC输出继电器0.1释放，其触点0.0-、0.1-断开，使高压永磁机构真空断路器ZDY的13号端子、35号端子断开，为高压永磁机构真空断路器ZDY的合闸提供条件，此时按下合闸按钮SB1，则高压永磁机构真空断路器ZDY合闸，按下停止按钮SB2，则高压永磁机构真空断路器ZDY分闸；PLC的输出继电器0.0是网络合闸继电器，上位机的网络合闸信号通过RS485接口接入PLC的PORT0端子，使PLC的网络合闸继电器0.0吸合，高压永磁机构真空断路器ZDY合闸。PLC的输入继电器0.0、0.1、0.2分别对应设备外部的风电闭锁、远方分闸和瓦斯闭锁输入，此时PLC的输出继电器0.1得电，其触点0.1+、0.1-吸合，高压永磁机构真空断路器ZDY的13号端子、35号端子短接，高压永磁机构真空断路器ZDY使分闸线圈得电，永磁机构分闸。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，其特征在于，包括：

检测电路，用于采集三相动力电母线的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号；

信号调理电路，用于接收所述检测电路采集到的电压信号、电流信号、接地信号、线缆绝缘信号和设备状态信号，并将其调理成PLC可识别的标准信号输出；

PLC，用于接收所述信号调理电路输出的标准信号，将所述标准信号转变成可显示数据，并根据所述标准信号判断设备是否出现过载、短路、接地和绝缘下降故障，如果出现过载、短路、接地或绝缘下降则输出对应的控制信号；

控制执行机构，用于接收所述PLC发送的控制信号，根据所述控制信号对应对设备进行电气控制；

人机交互界面，用于向所述PLC发送控制指令，或接收所述PLC发送的可显示数据并输出显示；

所述检测电路包括：

分别安装于三相动力电母线的A相和C相上的第一双线圈电流互感器（TAa1）和第二双线圈电流互感器（TAa2），第一双线圈电流互感器（TAa1）的上线圈的上端、第一双线圈电流互感器（TAa1）的下线圈的上端、第二双线圈电流互感器（TAa2）的上线圈的上端、第二双线圈电流互感器（TAa2）的下线圈的上端分别对应与信号调理板（XTB）的IA+、Ia+、IC+、Ic+端子相连，第一双线圈电流互感器（TAa1）的上线圈的下端、第一双线圈电流互感器（TAa1）的下线圈的下端、第二双线圈电流互感器（TAa2）的上线圈的下端、第二双线圈电流互感器（TAa2）的下线圈的下端、以及信号调理板（XTB）的IA-、IC-、Ia-、Ic-端子均与信号调理板（XTB）的COM端子相连，且该COM端子接地；

其原边通过第一熔断器（FU1-3）并接于三相动力电母线上的三相五芯柱电压互感器（TV），三相五芯柱电压互感器（TV）的开口三角形副边通过第二熔断器（FU4-6）与所述信号调理板（XTB）的UAI、UBI、UCI、和U0I端子相连；

其输入端并接于三相动力电母线上且其输出端接地的阻容吸收器（RC-3）；

安装于三相动力电母线上的零序电流互感器（LHO），零序电流互感器（LHO）上绕有第一线圈（L86）和第二线圈（L87），第一线圈（L86）的一端依次通过RC滤波电路、漏电检测按钮（SB3）与信号调理板（XTB）的U0I端子相连，第一线圈（L86）的另一端接地，第二线圈（L87）的两端分别对应与信号调理板（XTB）的I0+、I0-端子相连，第二线圈（L87）与信号调理板I0-端子相连的一端接地；线缆绝缘检测电阻（R2）的一端接地，另一端与第三线缆（L88）的一端相连，第三线缆（L88）的另一端绕过三相动力电母线的包层后与信号调理板（XTB）的JS端子相连；

所述控制执行机构包括：

型号为ZK2Y-10/630-12.5的高压永磁机构真空断路器（ZDY），高压永磁机构真空断路器（ZDY）的主触点与三相动力电母线相连，高压永磁机构真空断路器（ZDY）的1号和2号端子分别与三相五芯柱电压互感器（TV）的开口三角形副边相连，高压永磁机构真空断路器（ZDY）的14号和13号端子分别对应与PLC的0.0+、0.1+端子相连，PLC的0.0-端子通过近控合闸按钮（SB1）与钮子开关（NK1）的2号选择端相连，PLC的0.0-端子通过远控合闸按钮（SB9）与钮子开关（NK1）的3号选择端相连，钮子开关（NK1）的1号公共端与高压永磁机构真空断路器（ZDY）的14号端子相连，PLC的0.0-端子通过依次串联的门限位开关（SQ1）和机芯到位开关（SQ2）与高压永磁机构真空断路器（ZDY）的34号端子相连，PLC的0.1-端子与高压永磁机构真空断路器（ZDY）的35号端子相连，PLC的0.1-端子通过近控分闸按钮（SB2）与钮子开关（NK1）的5号选择端相连，PLC的0.1-端子通过远控分闸按钮（SB10）与钮子开关（NK1）的6号选择端相连，钮子开关（NK1）的4号公共端与高压永磁机构真空断路器（ZDY）的13号端子相连，PLC的0.0端子通过断路器辅助开关与PLC的V0+端子相连。

2.根据权利要求1所述的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，其特征在于，

所述信号调理电路是型号为3108G-4的信号调理板（XTB）；

所述PLC的型号为3108G，所述人机交互界面包括型号为TFT480272-4.3的显示屏（XS）；

信号调理板（XTB）的UA、UB、UC、IA、IC、Ia、Ic、U0、GND、I0和Ur端子分别对应与PLC的UA、UB、UC、IA、IC、Ia、Ic、U0、3M/2M、I0和Ur端子相连。

3.根据权利要求2所述的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，其特征在于，显示屏（XS）的YK5、YK4、YK3、YK2、YK1端子分别对应通过复位按钮（SB8）、上行按钮（SB7）、下行按钮（SB6）、移位按钮（SB5）、确认按钮（SB4）与显示屏（XS）的24VD端子相连，显示屏（XS）的RS232接口与PLC的PORT1端子相连。

4.根据权利要求3所述的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，其特征在于，还包括电源（DY），电源（DY）的输入端与三相五芯柱电压互感器（TV）的开口三角形副边相连，电源（DY）的24V+端子分别与显示器（XS）的24V+端子、PLC的VI+端子相连，电源（DY）的24V-端子分别与显示器（XS）的24V-端子、PLC的VI-端子相连。

5.根据权利要求4所述的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，其特征在于，PLC的PORT0端子通过RS485接口与上位机通讯。

6.根据权利要求5所述的矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，其特征在于，还包括串接在三相动力电母线上的隔离开关（QS）。