CN206164082U - 基于注入信号法的矿井漏电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于注入信号法的矿井漏电保护装置，包括零序电压信号采集模块、三相电压信号采集模块、电压互感器、滤波电路、继电器动作模块、注入信号源模块、故障线路切除模块、远方保护模块、STC15F2K60S2微控制器、RS485通信模块、反馈模块、报警模块、液晶显示单元、按键单元、电源系统。该漏电保护装置监视系统是否发生单相接地故障并指示系统运行状态，系统发生单相接地故障时，根据各相电压判断出故障相，注入信号源模块通过故障相向系统注入故障诊断信号，远方保护单元检测线路出线处的信号确定故障线路，最后继电器动作切除故障线路。与其它装置相比，本装置不仅能准确快速切除故障线路，而且抗干扰能力强、安装方便。

Description

基于注入信号法的矿井漏电保护装置

技术领域

本实用新型涉及矿井漏电保护装置，特别是涉及一种基于注入信号法的矿井漏电保护装置。

背景技术

安全可靠的漏电保护装置对矿井的安全稳定运行具有重要意义。煤矿供电环境相对比较恶劣，发生漏电故障时，如果不及时切除故障线路很容易引起火灾或者爆炸等危险事故。现有的一些矿井漏电保护装置抗干扰性差、错选率高、稳定性差、可靠性低，且不能实时监测供电系统的运行信息，也不能很好的将系统运行信息反馈给工作人员，因此不利于工作人员对供电系统的及时维护，更不利于故障时对故障线路的及时判断，生产安全不能得到可靠保证。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于注入信号法的矿井漏电保护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于注入信号法的矿井漏电保护装置，包括零序电压信号采集模块、三相电压信号采集模块、电压互感器、滤波电路、继电器动作模块、注入信号源模块、故障线路切除模块、远方保护模块、STC15F2K60S2微控制器、RS485通信模块、反馈模块、报警模块、液晶显示单元、按键单元、电源系统。

所述零序电压信号、三相电压采集模块对系统零序电压以及各线路三相电压进行实时采集。

所述零序电压信号、三相电压采集模块通过电压互感器变换后，经滤波电路送至STC15F2K60S2微控制器进行处理。

所述STC15F2K60S2微控制器控制继电器动作，继电器动作模块的一个输出端接注入信号源模块，控制注入信号源向系统注入诊断信号，注入信号源输出端接反馈模块，反馈模块及时反馈注入信号信息，从而调整注入信号的幅值，使其基本工作在恒流源状态，继电器动作模块的另一个输出端接故障线路切除模块，用来及时切除故障线路。

所述基于分散保护原理的远方保护模块与STC15F2K60S2微控制器连接，通过各条线路出线处的电流确定故障线路。

所述系统的正常运行状态、故障状态、注入信号源工作状态、装置异常状态皆通过报警模块的LED灯进行显示，当系统出现故障及系统运行异常，报警模块的蜂鸣器发出报警。

所述液晶显示单元通过串行通信方式与STC15F2K60S2微控制器连接，实时显示系统的运行信息。

所述按键模块由5个独立的按键组成，分别接STC15F2K60S2微控制器的I/O引脚。

所述RS485通信模块采用SP485作为收发器，通过高速异步串行通信方式与STC15F2K60S2微控制器连接。

采用如上技术方案取得的有益技术效果为：本实用新型以STC15F2K60S2微控制器为核心，实时监测系统的运行信息，实时进行人机交互，利于工作人员及时对供电系统进行维护，提高了工作人员排除故障的效率。

本实用新型注入信号源模块负责向系统注入故障诊断信号，远方保护模块通过检测线路出线处的电流信号来确定故障线路，反馈模块及时反馈注入信号的信息来调节注入信号的幅值，这三部分协调工作，紧密合作，保证了可靠准确快速地进行故障选线。

本实用新型在RS485通信电路与微控制器之间的连接，均采用高速光电耦合器隔离，防止外界噪声对内部系统造成干扰。

本实用新型采用STC15F2K60S2微控制器控制各个功能模块的运行，实现了电压检测、注入信号发生、注入信号投切、故障线路切除的控制一体化，该微型控制器内部集成高精度的R/C时钟、高速ADC、大容量的程序存储器，省掉外部设备，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型系统原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种基于注入信号法的矿井漏电保护装置，包括零序电压信号采集模块、三相电压信号采集模块、电压互感器、滤波电路、继电器动作模块、注入信号源模块、故障线路切除模块、远方保护模块、STC15F2K60S2微控制器、RS485通信模块、反馈模块、报警模块、液晶显示单元、按键单元、电源系统。

零序电压信号、三相电压信号采集模块对系统零序电压以及各线路三相电压进行实时采集，并将系统运行信息通过液晶屏实时显示，供工作人员巡视查看，且STC15F2K60S2微控制器将系统运行信息通过RS485通信单元发送给上位机供值班人员查看，及时了解当前系统运行状态，也利于后续调取运行信息进行供电系统的运行状态分析，便于采取方案进行供电系统的维护。

系统根据实时监测系统的零序电压判断是否出现单相接地故障，当判断出系统出现故障，报警模块的LED灯一直闪烁，同时蜂鸣器发出报警，及时通知工作人员，LED灯指示注入信号源是否处于工作状态，液晶显示单元实时显示系统处于故障状态下的运行信息，方便工作人员查看，及时采取措施进行故障消除。

进一步地漏电保护装置通过采集的各线路的三相电压判断出故障相，然后STC15F2K60S2微控制器发出信号驱动继电器动作，继电器控制注入信号源通过故障相向系统注入故障诊断信号，同时反馈模块及时反馈注入故障诊断信号的信息，及时调节注入信号的幅值，使注入信号源基本工作在恒流源状态。

这时远方保护单元收到STC15F2K60S2微控制器的信号同时启动故障线路判断模式，远方保护单元通过采集线路出线处的电流信号，提取故障诊断频率的信号，通过幅值比较判断出故障线路，同时将结果发送给微控制器，STC15F2K60S2微控制器发出信号驱动继电器动作，控制故障线路切除模块及时切除故障线路，此时故障消除。

以上便是该实用新型的具体实施方式。

本实用新型以STC15F2K60S2微控制器为核心，使各个功能模块协调运行，各个模块的协调运行不仅可以实现快速准确的故障选线，而且可以及时向工作人员反馈供电系统的运行信息，及时采取维护方案对供电系统进行维护。本漏电装置抗干扰能力强，保证了选线的可靠性，且性价比比较高，便于漏电保护装置的大量普及，有很好的市场应用前景。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种基于注入信号法的矿井漏电保护装置，其特征在于：

包括零序电压信号采集模块、三相电压信号采集模块、电压互感器、滤波电路、继电器动作模块、注入信号源模块、故障线路切除模块、远方保护模块、STC15F2K60S2微控制器、RS485通信模块、反馈模块、报警模块、液晶显示单元、按键单元、电源系统；

所述零序电压信号、三相电压采集模块对系统零序电压以及各线路三相电压进行实时采集，零序电压信号、三相电压采集模块通过电压互感器变换后，经滤波电路送至STC15F2K60S2微控制器进行处理；

所述STC15F2K60S2微控制器控制继电器动作，继电器动作模块的一个输出端接注入信号源模块，控制注入信号源向系统注入诊断信号，注入信号源输出端接反馈模块，继电器动作模块的另一个输出端接故障线路切除模块，用来及时切除故障线路；

所述基于分散保护原理的远方保护模块与STC15F2K60S2微控制器连接，负责确定故障线路；

所述系统的正常运行状态、故障状态、注入信号源工作状态、装置异常状态皆通过报警模块的LED灯进行显示，当系统出现故障及系统运行异常时，报警模块的蜂鸣器发出报警；

所述按键模块由5个独立的按键组成，分别接STC15F2K60S2微控制器的I/O引脚；

所述RS485通信模块采用SP485芯片作为收发器，通过高速异步串行通信方式与STC15F2K60S2微控制器连接。