CN210838952U - 矿用智能低压保护器 - Google Patents
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Abstract
一种矿用智能低压保护器，通信模块、测量单元、控制逻辑单元、JATA接口模块、数据存储模块、显示模块、实时时钟模块、光电隔离模块均与主控模块连接；电源模块的输出端连接绝缘采样模块和采样芯片的输入端，绝缘采样模块和采样芯片的输出端连接光电隔离模块；开关量输入模块与继电保护输出模块的输出端均连接光电隔离模块，主控模块采用STM32F103VG芯片，本实用新型可以按照一定的优先级将各个功能模块进行任务管理，有效规避了由于井下电压等级和设备容量的提升、供电距离的增加，带来的馈电开关故障保护动作实时性低，可靠性、稳定性差等问题，为矿井低压电网安全可靠的运行提供了有力保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种矿用保护器，具体是一种矿用智能低压保护器，属于矿井安全供电技术领域。
背景技术
矿井低压供电的安全主要依赖于馈电开关保护，馈电开关是矿井低压供电系统中非常重要的电气设备，其主要功能是实现井下电网的故障检测与保护。为满足井下低压电网安全、连续、可靠供电的要求，提高保护装置的性能是十分必要的。
一般矿井低压保护器采用单片机做主控单元，裸跑对各任务轮询执行，CPU利用率低，系统响应速度不够及时。随着井下电压等级和设备容量的提升，供电距离的增加，传统馈电开关故障保护动作灵敏度低，可靠性、稳定性差等问题越发突出。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种矿用智能低压保护器，保障系统的可靠性和稳定性，采用嵌入式操作系统，提高故障保护动作实时性。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种矿用智能低压保护器，包括用来控制执行结果输出的主控模块，还包括用来与外部设备信息交换的通信模块、用来对电网参数进行测量与采集的测量单元、用来保护电路参数的控制逻辑单元、对数据进行下载的JATA接口模块、对采集的数据进行存储的数据存储模块、用来完成人机交互的显示模块、供精确实时时间的实时时钟模块以及实现输入与输出信号的光电隔离模块，所述通信模块、测量单元、控制逻辑单元、JATA接口模块、数据存储模块、显示模块、实时时钟模块、光电隔离模块均与主控模块连接；电源模块的输出端连接绝缘采样模块和采样芯片的输入端，绝缘采样模块和采样芯片的输出端连接光电隔离模块；开关量输入模块与继电保护输出模块的输出端均连接光电隔离模块。
主控模块采用的是STM32F103VG芯片。
通信模块采用RS485通讯接口，加入了抗干扰设计，有较好的共模抑制能力，能很好的抑制外部高频的干扰。
绝缘采样模块的电源采用抗干扰设计，采用金升阳隔离DC/DC模块电源，可以抑制电流突变，削弱电网浪涌，保障绝缘检测的稳定、可靠。
采样芯片为STC15W401S芯片。
显示模块采用LCD12864屏。
实时时钟模块采用高精度时钟芯片DS3231，时钟芯片DS3231内置晶振且有内部温度补偿，误差不大于一分钟。
本实用新型提供一种矿用智能低压保护器，其通信模块、测量单元、控制逻辑单元、JATA接口模块、数据存储模块、显示模块、实时时钟模块、光电隔离模块均与主控模块连接；电源模块的输出端连接绝缘采样模块和采样芯片的输入端，绝缘采样模块和采样芯片的输出端连接光电隔离模块；开关量输入模块与继电保护输出模块的输出端均连接光电隔离模块，主控模块采用STM32F103VG芯片，本实用新型可以按照一定的优先级将各个功能模块进行任务管理，有效规避了由于井下电压等级和设备容量的提升、供电距离的增加，带来的馈电开关故障保护动作实时性低，可靠性、稳定性差等问题，为矿井低压电网安全可靠的运行提供了有力保障。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种矿用智能低压保护器，包括用来控制执行结果输出的主控模块，还包括用来与外部设备信息交换的通信模块、用来对电网参数进行测量与采集的测量单元、用来保护电路参数的控制逻辑单元、对数据进行下载的JATA接口模块、对采集的数据进行存储的数据存储模块、用来完成人机交互的显示模块、供精确实时时间的实时时钟模块以及实现输入与输出信号的光电隔离模块，主控模块采用的是STM32F103VG芯片；通信模块采用RS485通讯接口；电源模块采用DC/DC电源模块；采样芯片为STC15W401S芯片；显示模块采用LCD12864屏；实时时钟模块采用高精度时钟芯片DS3231，DS3231内置晶振且有内部温度补偿；所述通信模块、测量单元、控制逻辑单元、JATA接口模块、数据存储模块、显示模块、实时时钟模块、光电隔离模块均与主控模块连接；电源模块的输出端连接绝缘采样模块和采样芯片的输入端，绝缘采样模块和采样芯片的输出端连接光电隔离模块；开关量输入模块与继电保护输出模块的输出端均连接光电隔离模块。
本实用新型硬件以STM32F103VG芯片为核心的嵌入式硬件平台，软件采取Rt_Thread嵌入式实时操作系统，通信模块由RS485集成通讯模块TD301D485H-A(隔离)构成，构建了RS485通讯接口，完成本装置与外部设备的信息交互，可以通过RS485与外部建立联系；由采样芯片对互感器上的信号进行实时监测和处理，经过LM358放大电气隔离模块，成为符合主控模块要求的电压信号并接入主控模块的输入端口；绝缘采样模块的电源采用抗干扰设计，采用金升阳隔离DC/DC模块电源，供给绝缘采样模块和采样芯片STC15W401S，保障信号采集的可靠、稳定，采样芯片的输出信号通过RS232经由高速光电耦合器6N137输出，传输给系统主控模块的输入端口，实现信号的电气隔离；继电保护输出模块的参数设定与开关量输入模块有关，为提高主控模块的驱动能力和处理器电路的稳定性和准确性，开关输入模块采用PC817光电隔离来实现输入与输出信号的隔离；显示模块为实现保护装置的运行状态显示，采用LCD12864屏并行接口通讯方式；实时时钟模块采用高精度时钟芯片DS3231，时钟芯片DS3231内置晶振且有内部温度补偿，误差可做到1分钟；测量单元用来对电网参数进行测量与采集，主要完成对三相电压、零序电压、系统电压、三相电流、零序电流、供电线路绝缘电阻、馈电开关腔内温度和8路开关输入量的数据采集；控制逻辑单元用来保护电路参数，主要包短路、过载、漏电闭锁、选择性漏电保护、断相、三相不平衡、欠压、过压、风电、瓦斯、温度等保护控制逻辑；本实用新型执行的任务主要有对液晶显示器LCD的刷新、键盘和互感器扫描、故障的处理与数据的传输等，操作系统通过信号量、消息队列、事件等同步对象来完成系统任务间的通信和同步，为此各任务的实现还需编写供RT_Thread操作系统调用的应用程序、功能函数和数据处理算法等。本实用新型的保护器启动后，经过初始化开始运行，启动操作系统的硬件定时器并创建相应的系统任务，然后按系统设定的优先级进行个任务的执行，可以提高系统的可靠性和稳定性，采用嵌入式操作系统，提高故障保护动作实时性。
Claims (7)
1.一种矿用智能低压保护器，包括用来控制执行结果输出的主控模块，其特征在于，还包括用来与外部设备信息交换的通信模块、用来对电网参数进行测量与采集的测量单元、用来保护电路参数的控制逻辑单元、对数据进行下载的JATA接口模块、对采集的数据进行存储的数据存储模块、用来完成人机交互的显示模块、供精确实时时间的实时时钟模块以及实现输入与输出信号的光电隔离模块，所述通信模块、测量单元、控制逻辑单元、JATA接口模块、数据存储模块、显示模块、实时时钟模块、光电隔离模块均与主控模块连接；电源模块的输出端连接绝缘采样模块和采样芯片的输入端，绝缘采样模块和采样芯片的输出端连接光电隔离模块；开关量输入模块与继电保护输出模块的输出端均连接光电隔离模块。
2.根据权利要求1所述的矿用智能低压保护器，其特征在于，主控模块采用的是STM32F103VG芯片。
3.根据权利要求1所述的矿用智能低压保护器，其特征在于，通信模块采用RS485通讯接口。
4.根据权利要求1所述的矿用智能低压保护器，其特征在于，电源模块采用DC/DC电源模块。
5.根据权利要求1所述的矿用智能低压保护器，其特征在于，采样芯片为STC15W401S芯片。
6.根据权利要求1所述的矿用智能低压保护器，其特征在于，显示模块采用LCD12864屏。
7.根据权利要求1所述的矿用智能低压保护器，其特征在于，实时时钟模块采用高精度时钟芯片DS3231，时钟芯片DS3231内置晶振且有内部温度补偿。
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Denomination of utility model: Mine intelligent low voltage protector Effective date of registration: 20201203 Granted publication date: 20200623 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xuzhou Copper Mt branch Pledgor: Jiangsu Guangzhi Electric Co.,Ltd. Registration number: Y2020320000238 |
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Address after: 221000 Zhujiang Road North, Yinshan Road East, Tongshan District, Xuzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Guangshi Electric Co.,Ltd. Address before: 221000 Zhujiang Road North, Yinshan Road East, Tongshan District, Xuzhou City, Jiangsu Province Patentee before: Jiangsu Guangzhi Electric Co.,Ltd. |
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