CN102419407A - 矿用设备地面检测实验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿用设备地面检测实验系统，涉及矿用设备检测领域，在地面供电线路上连接隔离变压器（1），将中性点接地系统转换成中性点不接地系统，实现在中性点接地的情况下检测中性点不接地时的多样化参数，通过电流检测和电压检测判断过流或者过压，实现在同一台设备上检测多种不同漏电方式；检测的参数精度高，检测手段高，设计了嵌入式系统检测分站和PLC控制系统，通过检测结果控制设备动作，并可以通过上位机网上查询结果，提高了设备的智能化、可视化、通讯化。

Description

矿用设备地面检测实验系统
技术领域
本发明涉及矿用设备检测领域，具体说是一种矿用设备地面检测实验系统。
背景技术
目前，由于矿用供电系统中性点的运行方式为中性点不接地，矿用设备都要有漏电检测，而矿用漏电检测的方式有多种，如附加电源直流检测式、零序电压式、零序电流式、零序功率方向式、旁路接地式等，这些方法既有非选择性漏电又有选择性漏电。 对于矿用过流保护，过流保护包括短路保护与过流保护，主要是通过时限保护来实现的。矿用设备在生产过程中、下井之前都必须进行实验，而目前国内的实验装置，大都比较落后，只是就某一项或某一个参数进行检测，最终靠在煤矿井下的实际检验。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种矿用设备地面检测实验系统，利用地面供电系统在同一设备上同时检测多种不同漏电方式，并结合控制对应保护进行动作。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
矿用设备地面检测实验系统，中性点接地的地面供电线路经过隔离变压器后分成模拟正常供电和模拟人体漏电两个支路，每个支路均顺次连接有待测矿用设备、三相电流互感器、零序电流互感器和三相五柱电压互感器，其中模拟人体漏电支路中零序电流互感器和三相五柱电压互感器之间连接有模拟人体对地电阻，所述三相电流互感器、零序电流互感器和三相五柱电压互感器分别与嵌入式系统检测分站连接，所述嵌入式系统检测分站与PLC系统连接，将检测数据输入PLC系统，PLC系统与待测矿用设备连接，显示各种检测结果并通过分析检测结果控制待测矿用设备动作。
两个支路上零序电流互感器和三相五柱电压互感器之间的每相线路上连接有可变的对地电阻和对地电容，用以模拟长距离的供电线路。
每个支路中还连接有附加直流保护装置，所述附加直流保护装置与嵌入式系统检测分站连接。
每个支路中还连接有电流发生器，用以模拟用电设备的大的用电负荷，所述电流发生器与嵌入式系统检测分站连接。
所述嵌入式系统检测分站以单片机或者ARM、DSP、CPLD、FPGA为核心，同时现场配置有各种检测仪表。
所述PLC系统通过通讯模块与上位机连接，用以通过网络查询检测结果。
所述待测矿用设备上连接有电秒表。
本发明在地面供电线路上连接隔离变压器，将中性点接地系统转换成中性点不接地系统，实现在中性点接地的情况下检测中性点不接地时的多样化参数，比如零序电压、零序电流、零序电压与零序电流之间相位的检测，通过电流检测和电压检测判断过流或者过压，实现在同一台设备上检测多种不同漏电方式；检测的参数精度高，检测的电压参数是毫伏级、电流参数是毫安级；检测手段高，既可独立检测，又可结合控制对应保护进行动作，在独立检测中应用虚拟仪器，功能得以扩展；设计了嵌入式系统检测分站和PLC控制系统，通过检测结果控制设备动作，并可以通过上位机网上查询结果，提高了设备的智能化、可视化、通讯化。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
如图所示为本发明的一个具体实施例，将中性点接地的地面供电线路经过隔离变压器1后分成模拟正常供电和模拟人体漏电两个支路。每个支路均顺次连接有待测矿用设备2、三相电流互感器3、零序电流互感器4和三相五柱电压互感器5，其中模拟人体漏电支路中零序电流互感,4和三相五柱电压互感器5之间连接有模拟人体对地电阻15。所述三相电流互感器3、零序电流互感器4和三相五柱电压互感器5分别与嵌入式系统检测分站8连接，所述嵌入式系统检测分站8与PLC系统9连接，将检测数据输入PLC系统9，PLC系统9与待测矿用设备2连接，显示各种检测结果并通过分析检测结果控制待测矿用设备2动作。
根据实际应用需要，可以在实验系统中两个支路上零序电流互感器4和三相五柱电压互感器5之间的每相线路上连接有可变的对地电阻13和对地电容14，用以模拟长距离的供电线路。
每个支路中连接有附加直流保护装置6，并与嵌入式系统检测分站8连接，用以进行附加直流检测和相应的保护。
每个支路中连接有电流发生器7，用以模拟用电设备的大的用电负荷，并将其与嵌入式系统检测分站8连接，进行电流检测。
所述嵌入式系统检测分站8以单片机或者ARM、DSP、CPLD、FPGA为核心，同时现场配置有高精度的电压表、电流表和虚拟示波器等检测仪表，以便于检测结果的比较。
所述PLC系统9设置有触摸屏12，方便现场参数的修改和相应监控；再通过通讯模块11与装有组态软件的上位机10连接，上位机10的组态软件不仅具有常规的监控和相关数据处理，更要面向工业以太网，具有网络发布功能，所有检测结果可以通过网络查询。在通讯方式上可以采用RS232 、RS485、Modbus、CAN、Profibus、Prifinet等煤矿常用的通讯方式（总线）。
在待测矿用设备2上连接有电秒表16，来测量待测矿用设备2的动作时间，实现时限保护。
实验过程中，在同一台设备上能够同时检测多种不同漏电方式，既有选择性漏电也有非选择性漏电，各种漏电方式可以自由选择。三相电流互感器3完成对三相电流的检测，零序电流互感器4完成对零序电流的检测，三相五柱电压互感器5完成三相电压和零序电压的检测，附加直流保护装置6完成非选择性漏电检测，其中包括直流回路检测和交流检测，电流发生器7完成对大负荷电流的模拟及对应参数检测。将上述检测得到的参数结果送入嵌入式系统检测分站8，通过将结果与现场电压表、电流表和虚拟示波器等检测仪器进行比较，使结果更加精准。嵌入式系统检测分站8将检测结果送入可编程控制器PLC为核心的PLC控制系统9，PLC系统9得出过流、过压或漏电的结论，一方面通过触摸屏12进行显示，另一方面将结论通过通讯模块11传到上位机10上，上位机10的组态软件进行网络发布，通过网络查询可获得。
综上所述，本发明不仅实现了漏电保护的检测，还实现了选择性和非选择性漏电的鉴别；不仅实现了过流保护，还实现了时限保护和过压保护。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.矿用设备地面检测实验系统，其特征在于，中性点接地的地面供电线路经过隔离变压器（1）后分成模拟正常供电和模拟人体漏电两个支路，每个支路均顺次连接有待测矿用设备（2）、三相电流互感器（3）、零序电流互感器（4）和三相五柱电压互感器（5），其中模拟人体漏电支路中零序电流互感器（4）和三相五柱电压互感器（5）之间连接有模拟人体对地电阻（15），所述三相电流互感器（3）、零序电流互感器（4）和三相五柱电压互感器（5）分别与嵌入式系统检测分站（8）连接，所述嵌入式系统检测分站（8）与PLC系统（9）连接，将检测数据输入PLC系统（9），PLC系统（9）与待测矿用设备（2）连接，显示各种检测结果并通过分析检测结果控制待测矿用设备（2）动作。
2.根据权利要求1所述的矿用设备地面检测实验系统，其特征在于，两个支路上零序电流互感器（4）和三相五柱电压互感器（5）之间的每相线路上连接有可变的对地电阻（13）和对地电容（14），用以模拟长距离的供电线路。
3.根据权利要求1所述的矿用设备地面检测实验系统，其特征在于，每个支路中还连接有附加直流保护装置（6），所述附加直流保护装置（6）与嵌入式系统检测分站（8）连接。
4.根据权利要求1所述的矿用设备地面检测实验系统，其特征在于，每个支路中还连接有电流发生器（7），用以模拟用电设备的大的用电负荷，所述电流发生器（7）与嵌入式系统检测分站（8）连接。
5.根据权利要求1所述的矿用设备地面检测实验系统，其特征在于，所述嵌入式系统检测分站（8）以单片机或者ARM、DSP、CPLD、FPGA为核心，同时现场配置有各种检测仪表。
6.根据权利要求1所述的矿用设备地面检测实验系统，其特征在于，所述PLC系统（9）通过通讯模块（11）与上位机（10）连接，用以通过网络查询检测结果。
7.根据权利要求1所述的矿用设备地面检测实验系统，其特征在于，所述待测矿用设备（2）上连接有电秒表（16）。
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