CN206542181U - 智能型无压释放线圈控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型无压释放线圈控制器，包括开关电源模块、相并接在开关电源模块的输出端的超级串联电容组、具有常开继电器K2的放电回路、失压脱扣线圈、与失压脱扣线圈串接的常闭继电器K1、用以检测交流电失电信号，并以根据设定时间控制常闭继电器K1、常开继电器K2的动作。该控制器能够对无压释放线圈进行智能控制，可以在0∽10s时间内灵活调整无压释放线圈的动作时间，还可以将无压释放线圈的动作情况采用空接点方式传送给保护器，保护器可以将无压释放线圈的动作信息上传给地面电力监控平台实现远程监控。

Description

智能型无压释放线圈控制器

技术领域

本实用新型属于无压释放线圈监控辅助装置、具体涉及一种智能型无压释放线圈控制器。

背景技术

煤矿井下隔爆型高压真空配电装置一般均配有无压释放线圈，相当于欠压型脱扣器。其主要用途是在电网电压失电或电网电压过低时自动断开高压真空配电装置，防止再次来电时高压真空配电装置处于合闸位置而引发安全事故。但如果井下供电电网在遭受感应雷击、大型负载类设备直接启动和开关门口处发生短路时，容易造成电网电压瞬间波动或跌落，无压释放线圈也因此会发生误动，这也是煤矿引起大面积跳闸停电或越级跳闸的主要原因。

针对上述误动问题,目前通常有以下两种处理方式：

1、拆除无压释放线圈(欠压型脱扣器)

现有煤矿使用的微机型综合保护器具备低电压延时跳闸功能，可以经延时动作于高压真空配电装置的分励线圈。但对于无压释放线圈则无法进行控制。为了解决上述误动问题，一般将无压释放线圈进行拆除。但无压释放线圈属于机械型闭锁装置，只有其处于首先处于带电状态时才允许高压真空配电装置合闸。因此，煤矿安全规程明确要求不能拆除无压释放线圈，此种方法也已经被禁止采用。

2、利用阻容蓄能装置

其动作原理如图1所示，可为每台高压真空配电装置配置一个阻容电路蓄能装置，阻容蓄能装置经保护器控制接点并接到无压释放线圈两端，如上图所示。高爆开关上电，保护器接点闭合，无压释放线圈吸合的同时，阻容电路蓄能装置开始充电；当电网电压瞬间波动或跌落时，阻容电路蓄能装置向无压释放线圈放电，保持无压释放线圈处于吸合状态，高压真空配电装置不因短时失压而跳闸。阻容蓄能装置可以通过在智能综合保护器上设置低(欠)电压保护动作时间、然后通过保护器控制接点切除阻容电路蓄能装置实现有延时的开关低(欠)电压保护。这样既实现了高压真空配电装置的选择性失压保护功能，又避免了在井下供电电网遭受感应雷击、大型负载类设备直接启动和开关门口处发生短路时所造成的高压真空配电装置的无压释放线圈发生误动的问题。

该解决方案的主要缺点在于一旦确定了阻容电路蓄能装置的技术参数后，其放电保持时间是固定的，无法进行调整。并且在无压释放线圈断开后，由于没有通路对阻容电路蓄能装置剩余的能量进行泄放，会给安全生产带来危险。

对于煤矿行业而言，由于无压释放线圈误动造成的大面积停电现象已到了刻不容缓需要解决的地方。因此，非常有必要开发一款智能型的无压释放线圈控制模块。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能型无压释放线圈控制器，能够根据现场实际，灵活调整无压释放线圈的动作时间(0∽10s) 并可将无压释放线圈的动作情况采用空接点方式传送给保护器，并通过保护器能够将无压释放线圈的动作信息上传给地面远程电力监控平台, 以实现远程监控。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种智能型无压释放线圈控制器，包括：

开关电源模块，将交流电压整流为直流24V电压输出；

超级电容串联组、放电回路、失压脱扣线圈，相并接在开关电源模块的输出端；

常闭继电器K1与失压脱扣线圈串接，其控制端由微型单片机控制；

放电回路包括常开继电器K2，其控制端由微型单片机控制；

微型单片机，开关量输入端与开关电源模块相连，检测交流电侧失电信号，开关量输出端分别与常闭继电器K1、常开继电器K2相连，根据设定时间控制常闭继电器K1、常开继电器K2的动作。

还包括告警电路，包括相串接的常开继电器K3和告警接点，所述微型单片机开关量输出端还与常开继电器K3相连，以根据设定时间控制常开继电器K3的动作。

还包括反磁电势吸收电路，并接于失压脱扣线圈上，包括相串接的稳压管和串联电阻。

所述超级电容具有数个，相互串接。

采用本实用新型的智能型无压释放线圈控制器，具有以下几个优点：

1、能够对无压释放线圈进行智能控制，可以在0∽10s时间内灵活调整无压释放线圈的动作时间(为简化设计，以0.5s为时间级差单位进行调整)。

2、可以将无压释放线圈的动作情况采用空接点方式传送给保护器 (保护器具有开关量输入监视回路)，保护器可以将无压释放线圈的动作信息上传给地面电力监控平台实现远程监控。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本实用新型进行详细说明：

图1是本实用新型的智能型无压释放线圈控制器的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型的智能型无压释放线圈控制器如图1所示，其核心主要包括开关电源模块和微型单片机，开关电源模块主要将三相100V交流电压整流为DC24V直流电压输出，其24V输出端并接有超级串联电容组和无压释放线圈(无压释放线圈正常由开关电源模块供电)，超级串联电容组具有相串接的C1，C2……C10等多个，正常供电情况下并接于直流 24V电压输出端进行充电，无压释放线圈采用DC24V型。

无压释放线圈串接有常闭继电器K1，用于控制无压释放线圈的动作，其动作延时根据单片机设定延时动作，其触点动作行为是正常闭合，延时断开。

放电回路包括常开继电器K2和电阻R1，K2用于通过超级串联电容组的放电，保证交流失电情况无压释放线圈的正常动作时，一旦K1动作后，提供超级串联电容组的放电通路，其触点动作行为是正常断开，瞬时闭合，其吸合保持时间和超级电容的放电时间相匹配。

告警电路包括相串接的常开继电器K3和告警接点，所述微型单片机输出端还与常开继电器K3相连，以根据设定时间控制常开继电器K3的动作。K3实际制作可和K1合二为一，一旦K1动作切除无压释放线圈， K3提供空节点一对，K3触点正常断开，瞬时闭合，和K1联动，通过空接点方式传送给保护器，保护器可以将无压释放线圈的动作信息上传给地面电力监控平台实现远程监控和告警。

微型单片机(MCU)，开关量输入端与开关电源模块相连，检测交流电失电信号，开关量输出端分别与常闭继电器K1、常开继电器K2相连，以根据设定时间控制常闭继电器K1、常开继电器K2的动作，分别用于完成无压释放线圈的动作、超级串联电容组的放电以及动作告警信号的输出。

还包括反磁电势泄放电路，并接于失压脱扣线圈上，包括相串接的稳压管和串联电阻R2，主要是为了防止感性负载无压释放线圈瞬时动作时，提供反磁电势泄放通路，保护K1触点。

本实用新型的控制器一实施例的主要技术指标如下：

1、工作电源

三相AC100V输入，±15％波动范围；

2、输出电源

DC24V,2.5A,具备功率保护和短路保护

3、绝缘性能

输入对输出：AC2000V(10mA)

输入对地：AC2000V(10mA)1分钟

输出对地：AC500V(10mA)1分钟

其设计要点如下：

1、切断继电器接点的保护问题

无压释放线圈为感性负载，直流阻抗约22欧，其切断瞬间电流很大，大约1.2A左右，所以要充分考虑K1继电器的接点能够在此情况下拉弧且不能损坏。

2、超级电容多余能量的放电问题

无压释放线圈经K1继电器切断后，超级串联电容组多余能量要经 K2继电器卸放掉，其考核指标为大约5分钟电容能量下降到0.02mJ(毫焦耳)。同时，在重新输入交流100V时，不再接通超级串联电容组的放电通路。

3、抗干扰问题

由于设计有微型单片机，主要用作时间设定和控制继电器动作，且该微型单片机离开关电源模块高频整流回路很近，要充分考虑抗干扰问题，防止死机和误动。

4、结构设计问题

控制器设计为模块方式，须配置外壳，具备导轨安装和螺丝固定安装两种方式。

5、成本控制

单机采购价格控制在100元左右，成本较低，便于推广。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (4)

1.一种智能型无压释放线圈控制器，包括：

开关电源模块，将交流电压整流直流电压输出；

超级串联电容组、放电回路、失压脱扣线圈，相并接在开关电源模块的输出端；

常闭继电器K1与失压脱扣线圈串接；

放电回路包括常开继电器K2；

微型单片机，开关量输入端与开关电源模块相连，检测交流电失电信号，开关量输出端分别与常闭继电器K1、常开继电器K2相连，以根据设定时间控制常闭继电器K1、常开继电器K2的动作。

2.根据权利要求1所述的智能型无压释放线圈控制器，其特征在于：还包括告警电路，包括相串接的常开继电器K3和告警接点，所述微型单片机输出端还与常开继电器K3相连，以根据设定时间控制常开继电器K3的动作。

3.根据权利要求1所述的智能型无压释放线圈控制器，其特征在于：还包括反磁电势泄放电路，并接于失压脱扣线圈上，包括相串接的稳压管和串联电阻。

4.根据权利要求1所述的智能型无压释放线圈控制器，其特征在于：所述超级串联电容组具有数个，相互串接。