CN202997532U - 数字式防越级跳保护测控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种数字式防越级跳保护测控装置，包括机箱、后备储能电源模块、电源模块、CPU插件、交流模块和人机对话插件；其中，机箱为该装置的外设壳体；后备储能电源模块为该装置的后备工作电源和操作电源；电源模块为该装置的内部供电；CPU插件为该装置的稳定和运算；交流模块为该装置的电压和电流的输入容量；人机对话插件为该控装置的显示和传送信息；其中，后备储能电源模块、电源模块、CPU插件、交流模块和人机对话插件都电路连接在所述机箱内。该装置有效地将故障处理限定在本级,避免向上级扩大，解决了煤矿供电系统的继电保护的越级跳闸问题，保障了煤矿系统的安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数字式防越级跳保护测控装置。
背景技术
由于矿产资源的开采，人们井下作业也越来越频繁，因而井下的供电系统也越来越受到重视，但因井下工作环境的特殊性，使井下供电系统复杂，并且存在多级采区变电所且供电线路较短(无法实现距离保护)，线路保护定值难以整定，也不能通过增加时间级差实现各级线路保护的整定配合，线路故障时极易出现越级跳闸，造成大面积停电，无法保证矿井供电系统的正常运行，而且恢复供电程序复杂，严重影响了矿井的安全生产。
国内目前解决井下越级跳闸的方法为提高保护的电流保护精度、光纤差动保护等，但都不能彻底解决了煤矿井下供电保护广泛存在的“越级跳闸”问题。现在有大量厂家采用光纤差动保护原理来解决“越级跳闸”问题。虽然光纤差动保护在差动区域内具有选择性、灵敏性很高的特点，但这种保护原理同时具有如下缺点：①当出现区域外故障时，保护区域内无差流，差动保护不会动作，若下级拒动，上级只能通过反时限动作跳闸中，无法实现速断。②当区域内装置或开关因某种原因拒动时，只有依靠上级保护切除故障，越级跳闸发生。③组成光纤环网，投资成本大，同时要将光纤接入隔爆开关必然要对开关进行改造，施工复杂、周期长、干扰正常生产。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有的井下配电线路越级跳闸，造成井下供电系统大面积停电问题，提供一种智能电网故障区域选择装置，该装置能有效地将故障处理限定在本级,实现了保护装置的选择性和速动性，同时避免向上级扩大，大大提高井下电网的可靠性，解决了困扰煤矿供电系统的继电保护的越级跳闸问题，有力地保障了煤矿系统的安全运行。与同类型产品相比，更加安全可靠，经济实用，在数字化矿井中具有非常广阔的应用前景。
本实用新型的目的是这样实现的：一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：包括机箱、后备储能电源模块、电源模块、CPU插件、交流模块和人机对话插件；
其中，机箱为数字式防越级跳保护测控装置的外设壳体；后备储能电源模块为数字式防越级跳保护测控装置的后备工作电源和操作电源；电源模块为数字式防越级跳保护测控装置的内部供电；
其中，后备储能电源模块、电源模块、CPU插件、交流模块和人机对话插件都电路连接在所述机箱内。
在本实用新型中，所述的机箱结构是全封闭金属结构设计，接口采用航空插头连接，以实现防爆隔爆要求。
在本实用新型中，所述的电源模块设有滤波器。
在本实用新型中，所述的CPU插件包括CPU系统、数据采集系统、开关量输入及输出系统、通信系统和时钟系统。
在本实用新型中，所述的CPU系统是由微处理器DSP、大容量的ROM、RAM和Flash Memory构成。
在本实用新型中，所述的数据采集系统有16位精度的A/D转换器和滤波回路组成。
在本实用新型中，所述的开关量输入及输出系统包括输入的开关量5路和输出的开关量5路；所述的输出开关量5路用于驱动出口及信号继电器和驱动告警、呼唤及信号复归继电器。
在本实用新型中，所述的通信系统包括以太网装置和PC机；其中，以太网装置设有以太网络芯片和RJ45通信接口，并以UTP5线为通信介质。
在本实用新型中，所述的时钟系统设有时钟回路和储蓄电池。
在本实用新型的优点在于，装置采用双CPU结构，保护主 CPU 采用高速32位 DSP 芯片，电流电压采样显示模块选用专用CPU，使产品的稳定性和运算速度得到充分保证。保护模块采用16位的A/D转换器，测量模块采用专用的A/D转换器、精度高达24位。配备高速以太网络通信接口，并集成了IEC870-5-103标准通信规约。适应宽范围的工作电压(35V-180V正常工作)，同时配置后备蓄能电源元件，保证装置在TV失压时能够工作3秒以上，防止系统电压波动时开关跳闸，该装置能保证在井下终端用电设备发生短路故障时，保护动作跳闸不越级到地面变电所。装置采用红外遥控器操作，在井下可安全方便的设置运行参数，查看设备运行状态，装置还具有通讯接口，与后台设备联网可构成煤矿供电系统的远程测控，可快速将井下电气设备的电气参数、运行参数、电度量、故障信息等数据传给地面调度主站，同时也可以接收地面中心站发出的控制命令，远程控制合分闸。实现煤矿电网系统的数字化管理，同时保证矿区电网的安全运行。
附图说明
图1是本实用新型的基本结构示意图；
图2是本实用新型的机箱结构示意图；
图3是本实用新型的CPU模件原理示意图；
图4是本实用新型的电源模块原理示意图；
图5是本实用新型的具体实施例图。
具体实施方式
由图1、图2、图3和图4可见，本实用新型一种数字式防越级跳保护测控装置，包括机箱、后备储能电源模块、电源模块、CPU插件、交流模块和人机对话插件；
其中，机箱为数字式防越级跳保护测控装置的外设壳体；后备储能电源模块为数字式防越级跳保护测控装置的后备工作电源和操作电源，正常工作时,装置的电源由PT二次电压整流获得,即电压互感器二次三相交流 100V电压经三相整流输出直流135V电压作为开关的操作电压，在PT二次无输出电压或在开关出口短路时可能造成电压偏低至35V时,此时由后备工作电源和后备操作电源来保证装置至少再工作3S以上(用来进行逻辑出口和存储故障信息)和保证开关至少跳开一次；电源模块为数字式防越级跳保护测控装置的内部供电，本模块为交流开关电源模块，交流100V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用稳压滤波原理输出本装置需要的直流电压, 有5V, 24V(1)和24V(2)，2组24V与＋5V电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。
电源模块适应宽范围工作电压，在35V~180V之间可保证保护正常工作。
a) +5V为用于CPU的工作电源；
b) 24V(1) 为用于驱动继电器的电源；
c) 24V(2) 为用于外部开入的电源；
为增强电源模件的抗干扰能力，本模件的直流输入及引出端子的24V电源皆装设滤波器；CPU插件为数字式防越级跳保护测控装置的程序的稳定和运算；交流模块为数字式防越级跳保护测控装置的电压和电流的输入容量；人机对话插件为数字式防越级跳保护测控装置的显示和传送信息，对保护CPU 而言，人机对话插件相当于是它的一个外设，保护CPU 与人机对话插件之间通过SPI 接口进行通信，其通信速率高达2Mbps，且具有高度的可靠性；
其中，后备储能电源模块、电源模块、CPU插件、交流模块和人机对话插件都电路连接在所述机箱内。
由图5可见将本实用新型数字式防越级跳保护测控装置安装在防爆高开中（如图例中PBG-10）。当4#高开所连的负载发生短路故障，数字式防越级跳保护测控装置速断保护动作时，4#保护发出区域闭锁信号线给上一级保护（3#）使之速断保护不动作，以此类推，上一级再闭锁前一级，此时离故障点最近的开关（4#高开）跳闸，其余开关不动作；
当4#高开拒动时，利用数字式防越级跳保护测控装置，3#保护开放速断保护，此时上一级保护开关3#高开保护动作，3#保护发出闭锁信号给它的一级，前面所有保护都不动作，减小故障范围。
以上对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但本实用新型并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，任何对数字式防越级跳保护测控装置进行的同等修改和替代都是在本实用新型的范围之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
Claims (9)
1.一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：包括机箱、后备储能电源模块、电源模块、CPU插件、交流模块和人机对话插件；
其中，机箱为数字式防越级跳保护测控装置的外设壳体；后备储能电源模块为数字式防越级跳保护测控装置的后备工作电源和操作电源；电源模块为数字式防越级跳保护测控装置的内部供电；其中，后备储能电源模块、电源模块、CPU插件、交流模块和人机对话插件都电路连接在所述机箱内。
2.根据权利要求1所述的一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：所述的机箱采用全封闭金属结构设计，接口采用航空插头连接，以实现防爆隔爆要求。
3. 根据权利要求1所述的一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：所述的电源模块设有滤波器。
4.根据权利要求1所述的一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：所述的CPU插件包括CPU系统、数据采集系统、开关量输入及输出系统、通信系统和时钟系统。
5.根据权利要求4所述的一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：所述的CPU系统是由微处理器DSP、大容量的ROM、RAM和Flash Memory构成。
6.根据权利要求4所述的一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：所述的数据采集系统有16位精度的A/D转换器和滤波回路组成。
7.根据权利要求4所述的一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：所述的开关量输入及输出系统包括输入的开关量5路和输出的开关量5路；所述的输出开关量5路用于驱动出口及信号继电器和驱动告警、呼唤及信号复归继电器。
8.根据权利要求4所述的一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：所述的通信系统包括以太网装置和PC机；其中，以太网装置设有以太网络芯片和RJ45通信接口，并以UTP5线为通信介质。
9.根据权利要求4所述的一种数字式防越级跳保护测控装置，其特征在于：所述的时钟系统设有时钟回路和储蓄电池。
Priority Applications (1)
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| CN 201220444030 CN202997532U (zh) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | 数字式防越级跳保护测控装置 |
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| CN 201220444030 CN202997532U (zh) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | 数字式防越级跳保护测控装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104022493A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-03 | 国家电网公司 | 便携式220千伏线路临时保护装置 |
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2012
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