CN204668928U - 煤矿井下高压防爆开关综合保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种煤矿井下高压防爆开关综合保护器，它包括ARM嵌入式微控制器、时序鉴别器、LCD显示屏、键盘接口电路，ARM嵌入式微控制器通过LCD显示电路与LCD显示屏连接，ARM嵌入式微控制器通过键盘接口电路与键盘连接，ARM嵌入式微控制器通过漏电信号检测电路、相位检测电路和复位信号检测电路与时序鉴别器连接，ARM嵌入式微控制器还连接有电流信号精密整流电路、电压信号精密整流电路等电路，时序鉴别器分别通过滤波鉴幅光隔电路与零序电压互感器和零序电流互感器连接，取代目前微机选漏功能，具有更高可靠性和速动性，动作准确率高达95%以上，保护装置具备更快的处理速度和更强的保护以及通讯功能。

Description

煤矿井下高压防爆开关综合保护器

技术领域

本实用新型涉及一种供电系统保护仪器，更具体地说是一种适于煤矿井下高压防爆开关的智能化综合保护仪器。

背景技术

随着现代采煤机械化程度的提高，采煤工作面使用的机械装置用电容量越来越大，采区变电所不断增加，高压防爆开关作为井下供电的重要组成部分， 其供电可靠性与安全性直接关系到原煤生产和人身安全。由于煤矿井下工作环境恶劣、负荷波动大、工况 很不稳定，瓦斯煤尘积聚、滴水冒顶等事故都会使电气设备绝缘强度逐渐降低，加上操作人员维护不当或错误操作、致使输电线路断裂现象时有发生，经常出现漏电及单相接地等故障。若接地故障没有及时排除，电网各相线会运行在线电压下，很容易导致绝缘击穿，甚至发生两相或三相短路事故。同时由于单相接地、相间短路故障发生时将会产生电弧，还有可能引起瓦斯、煤尘爆炸，直接危及人身安全和矿井正常生产，我国目前大中型煤矿电力系统中性点一般采用消弧线圈接地，消弧线圈接地系统中高防开关漏电保护动作准确率低，经常误动、拒动，漏电发生时不能准确动作，特别是在过补偿状态下直接失效。有时因长时间无法确定故障线路，甚至造成相间短路，严重威胁煤矿生产安全。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种煤矿井下高防开关综合保护器，以便对于高防开关负荷出现的漏电、短路、过载、断相、过欠压等故障进行相应保护，提高系统的实时性，使得高防开关保护器的保护动作更加可靠、准确，更加及时。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种煤矿井下高压防爆开关综合保护器，包括ARM 嵌入式微控制器、时序鉴别器、LCD显示屏、键盘接口电路，ARM 嵌入式微控制器通过LCD 显示电路与LCD显示屏连接，ARM 嵌入式微控制器通过键盘接口电路与键盘连接，ARM 嵌入式微控制器通过漏电信号检测电路、相位检测电路和复位信号检测电路与时序鉴别器连接，ARM 嵌入式微控制器还连接有电流信号精密整流电路、电压信号精密整流电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路、控制器复位电路，时序鉴别器分别通过滤波鉴幅光隔电路与零序电压互感器和零序电流互感器连接。

所述的LCD显示电路配备连接单独的CPU处理器。

该煤矿井下高压防爆开关综合保护器还包括有红外遥控器与LCD显示屏无线连接，便于短距离的遥控操作。

所述的时序鉴别器为漏电保护模块。

煤矿井下高压防爆开关综合保护器通过时序鉴别器完成漏电判断功能；ARM 嵌入式微控制器是整个保护器的控制核心，完成系统除漏电判断外的所有功能；通过电压互感器取得的零序电压信号，通过零序电流互感器取得的零序电流信号，经过滤波、鉴幅、光隔等处理，输入到时序鉴别器，通过零序基波时序鉴别原理的判断，判断是否为故障线路，并将故障信号传送到ARM微控制器；电流电压信号精密整流电路用于将交流电流电压信号转换成直流信号，然后供系统控制器ARM采样，为系统的过载、短路和过欠压等故障保护提供依据。被转换的交流电流电压信号由安装高防开关内的电流电压互感器提供；电缆绝缘信号检测电路用于检测高防开关供电电缆的绝缘程度，该电路将供电电缆的绝缘程度反映成电压信号，控制器 ARM 根据此电压信号的大小来判断供电电缆的绝缘程度；相位检测电路用于检测 A 相电压电流之间的相位差，从而得到功率因数的大小；485接口电路用于实现 485网络通信功能；分闸控制电路用于向高防开关提供闭合触点信号，该闭合触点信号可使高防开关断路器断开，从而切断对供电；故障记录存储电路用于记录系统出现故障的时刻、类型，以便操作人员查看；时钟日历电路用于作为一个电子钟发生器，生成系统时间，包括年、月、日、时、分、秒；LCD显示电路用于显示系统参数，显示内容包括电压、电流值、故障状况及整定参数等；键盘接口电路用于连接系统的4个操作按键，以供控制器LPC2292识别；控制器复位电路用于保证系统启动时能正常复位，从而使系统从一个确定的状态开始运行。

本实用新型的有益效果为：

该煤矿井下高压防爆开关综合保护器的漏电保护功能通过零序电流互感器取得的零序电流信号，通过电压互感器取得的零序电压信号，经过滤波、鉴幅、光隔等处理，输入时序鉴别器判断是否为故障支路，取代目前微机选漏功能，具有更高可靠性和速动性，动作准确率高达95%以上；此外多CPU的设计结构有效的降低了CPU的负荷率，确保装置各部分稳定可靠，采用先进的ARM内核芯片作为主CPU，使保护装置具备更快的处理速度和更强的保护以及通讯功能；红外智能遥控器的使用，方便运行人员在井下不停电的情况下就可以完成对高压开关的各种操作。

附图说明

图1为本实用新型实施例原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述：

一种煤矿井下高压防爆开关综合保护器，包括ARM嵌入式微控制器1、时序鉴别器2、LCD显示屏3、键盘接口电路4，ARM嵌入式微控制器1通过LCD显示电路5与LCD显示屏3连接，ARM 嵌入式微控制器1通过键盘接口电路4与键盘连接，ARM 嵌入式微控制器1通过漏电信号检测电路6、相位检测电路7和复位信号检测电路8与时序鉴别器2连接，ARM 嵌入式微控制器1还连接有电流信号精密整流电路9、电压信号精密整流电路10、485接口电路11、分闸控制电路12、故障记录存储电路13、时钟日历电路14、控制器复位电路15，时序鉴别器2分别通过滤波鉴幅光隔电路16与零序电压互感器17和零序电流互感器18连接。

所述的时序鉴别器为CPLD漏电保护模块。

该煤矿井下高压防爆开关综合保护器还包括有红外遥控器19与LCD显示屏无线连接。

所述的LCD显示电路配备连接单独的CPU处理器。

将高防开关的三路电流互感器信号IA、IB、IC分别接端子A05~A10脚；将电压互感器信号 UA、UB、UC接端子 A11~A16；将高防开关内的电缆绝缘检测装置的引线接端子B15~B16 ；漏电检测零序电压信号接端子A03~A04；漏电检测零序电流信号接端子B11~B12；将分闸闭合信号接端子B01~B02；在需要485通信时，可将485通信网络中的两根通信端子接C04~C05。

Claims (2)

1.一种煤矿井下高压防爆开关综合保护器，其特征在于：它包括ARM 嵌入式微控制器、时序鉴别器、LCD显示屏、键盘接口电路，ARM 嵌入式微控制器通过LCD 显示电路与LCD显示屏连接，ARM 嵌入式微控制器通过键盘接口电路与键盘连接，ARM 嵌入式微控制器通过漏电信号检测电路、相位检测电路和复位信号检测电路与时序鉴别器连接，ARM 嵌入式微控制器还连接有电流信号精密整流电路、电压信号精密整流电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路、控制器复位电路，时序鉴别器分别通过滤波鉴幅光隔电路与零序电压互感器和零序电流互感器连接。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下高压防爆开关综合保护器，其特征在于：还包括有红外遥控器与LCD显示屏无线连接。