一種井下低壓選擇性漏電保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及漏電保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種井下低壓選擇性漏電保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性漏電保護(hù)是指當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生漏電故障時(shí)，能夠有選擇地發(fā)出故障信號(hào)或切斷故障支路電源，它是防止人身觸電的重要保護(hù)措施，可以保證只切除漏電故障線路和設(shè)備，非故障部分繼續(xù)工作，減小故障停電范圍，而且便于尋找漏電故障，縮短漏電停電時(shí)間，提高供電的可靠性。目前國(guó)內(nèi)煤礦低壓饋電開(kāi)關(guān)普遍采用時(shí)序及功率方向型原理，總開(kāi)關(guān)和分開(kāi)關(guān)是通過(guò)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)分級(jí)動(dòng)作，并且分開(kāi)關(guān)判漏原理存在諸多缺陷。這種方式導(dǎo)致饋電開(kāi)關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)等現(xiàn)象，而且故障原因查找困難，嚴(yán)重影響煤礦正常生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種井下低壓選擇性漏電保護(hù)裝置，以精確定位井下故障，保證煤礦正常生產(chǎn)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0005]一種井下低壓選擇性漏電保護(hù)裝置，包括支路開(kāi)關(guān)測(cè)量單元、總開(kāi)關(guān)測(cè)量單元、STM32控制單元、繼電器輸出單元和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；
[0006]所述支路開(kāi)關(guān)測(cè)量單元，用于采集零序電流信號(hào)，并發(fā)送給STM32控制單元；
[0007]所述總開(kāi)關(guān)測(cè)量單元，用于采集零序電壓信號(hào)，并發(fā)送給STM32控制單元；
[0008]所述STM32控制單元，用于對(duì)接收到的零序電流信號(hào)和零序電壓信號(hào)進(jìn)行分析、處理，并將處理結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控計(jì)算機(jī)；還用于根據(jù)處理結(jié)果驅(qū)動(dòng)繼電器輸出單元；
[0009]所述繼電器輸出單元，用于在單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)下執(zhí)行分開(kāi)關(guān)或總開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)動(dòng)作；
[0010]所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控漏電狀態(tài)。
[0011]本發(fā)明在各支路開(kāi)關(guān)安裝零序電流傳感器，在總開(kāi)關(guān)處安裝零序電壓傳感器，分別獲取本發(fā)明所需信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析、運(yùn)算并判斷系統(tǒng)是否漏電，根據(jù)選線算法決策漏電線路，輸出控制信號(hào)切斷漏電線路的饋電開(kāi)關(guān)。
[0012]有益效果:本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)橫向漏電保護(hù)和縱向漏電保護(hù)的同時(shí)，采用多種判漏原理相結(jié)合的方式克服了使用單一原理判漏的局限性，提高了裝置的可靠性并改善了饋電開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)表明，該裝置運(yùn)行可靠，并能夠準(zhǔn)確、快速的實(shí)現(xiàn)選擇性漏電保護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明工作原理圖。
[0014]圖2為單片機(jī)信號(hào)判斷單元工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種井下低壓選擇性漏電保護(hù)裝置，包括支路開(kāi)關(guān)測(cè)量單元、總開(kāi)關(guān)測(cè)量單元、STM32控制單元、繼電器輸出單元和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；
[0017]支路開(kāi)關(guān)測(cè)量單元、總開(kāi)關(guān)測(cè)量單元主要作用是分別采集零序電流信號(hào)和零序電壓信號(hào)，支路開(kāi)關(guān)測(cè)量單元和總開(kāi)關(guān)測(cè)量單元都包括信號(hào)放大、調(diào)理、濾波和AD轉(zhuǎn)換器。零序電壓和零序電流傳感器信號(hào)一般比較微弱，必須經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理、放大和濾波電路才能進(jìn)入后續(xù)的采集電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，本發(fā)明采用MAX1148對(duì)信號(hào)進(jìn)行AD95轉(zhuǎn)換，它是一款Maxim公司最新推出的高速、8通道、14位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0018]STM32控制單元對(duì)總開(kāi)關(guān)零序電壓和分開(kāi)關(guān)零序電流進(jìn)行相位判斷和比較，實(shí)現(xiàn)零序電壓與零序電流的過(guò)零判斷，從而實(shí)現(xiàn)二者的相位比較。其電路原理如圖2所示。
[0019]STM32控制單元以STM32F103ZE為核心，它是基于Cortex_M3內(nèi)核的一款高速微處理器。其輸入信號(hào)是經(jīng)過(guò)AD采集的零序電壓和零序電流信號(hào)，該處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行綜合分析、判斷和處理，通過(guò)控制繼電器輸出單元改變饋電開(kāi)關(guān)的啟停，并通過(guò)人機(jī)交互單元實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與控制狀態(tài)的友好訪問(wèn)，方便技術(shù)人員進(jìn)行試驗(yàn)和排除故障等?？刂铺幚韱卧ㄟ^(guò)CAN接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳送和瀏覽，便于監(jiān)控系統(tǒng)的擴(kuò)展。
[0020]繼電器輸出單元，用于在單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)下執(zhí)行分開(kāi)關(guān)或總開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)動(dòng)作；監(jiān)控計(jì)算機(jī)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控漏電狀態(tài)。
[0021]當(dāng)裝置判斷漏電系數(shù)大于動(dòng)作值時(shí)，立即進(jìn)入漏電線路判斷程序中，對(duì)采集的各支路零序電流進(jìn)行分析，采用零序功率方向性原理和零序電流突變判斷法對(duì)各支路漏電與否進(jìn)行判斷和比較，并及時(shí)斷開(kāi)漏電線路。零序功率方向性原理即零序電流與零序電壓相位法。系統(tǒng)發(fā)生漏電時(shí)，非漏電支路零序電流方向從母線流向線路，超前零序電壓90°，而漏電支路的零序電流方向由線路流向母線，滯后零序電壓90°。根據(jù)漏電支路和非漏電支路的零序電流與零序電壓的相位關(guān)系決策漏電支路。該原理的缺陷是短支路零序電流小，此時(shí)傳感器工作在拐點(diǎn)附近，誤差大，容易誤判。零序電流突變判斷法通過(guò)對(duì)比各支路零序電流與歷史正常值進(jìn)行比較，如果某一支路存在突變則該支路存在漏電，如果所有支路均突變則總線漏電。由此可見(jiàn)，采用集中控制方式不僅統(tǒng)一了漏電判斷依據(jù)，而且在判斷漏電線路時(shí)，采用零序功率方向性原理與零序電流突變判斷法相結(jié)合的方式，大大降低了漏電與選線的誤判率。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種井下低壓選擇性漏電保護(hù)裝置，其特征在于:包括支路開(kāi)關(guān)測(cè)量單元、總開(kāi)關(guān)測(cè)量單元、STM32控制單元、繼電器輸出單元和監(jiān)控計(jì)算機(jī)； 所述支路開(kāi)關(guān)測(cè)量單元，用于采集零序電流信號(hào)，并發(fā)送給STM32控制單元； 所述總開(kāi)關(guān)測(cè)量單元，用于采集零序電壓信號(hào)，并發(fā)送給STM32控制單元； 所述STM32控制單元，用于對(duì)接收到的零序電流信號(hào)和零序電壓信號(hào)進(jìn)行分析、處理，并將處理結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控計(jì)算機(jī)；還用于根據(jù)處理結(jié)果驅(qū)動(dòng)繼電器輸出單元； 所述繼電器輸出單元，用于在單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)下執(zhí)行分開(kāi)關(guān)或總開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)動(dòng)作； 所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控漏電狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種井下低壓選擇性漏電保護(hù)裝置，包括支路開(kāi)關(guān)測(cè)量單元，用于采集零序電流信號(hào)，并發(fā)送給STM32控制單元；總開(kāi)關(guān)測(cè)量單元，用于采集零序電壓信號(hào)，并發(fā)送給STM32控制單元；STM32控制單元，用于對(duì)接收到的零序電流信號(hào)和零序電壓信號(hào)進(jìn)行分析、處理，并將處理結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控計(jì)算機(jī)；還用于根據(jù)處理結(jié)果驅(qū)動(dòng)繼電器輸出單元；繼電器輸出單元，用于在單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)下執(zhí)行分開(kāi)關(guān)或總開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)動(dòng)作；監(jiān)控計(jì)算機(jī)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控漏電狀態(tài)。
【IPC分類】G01R31-02, H02J13-00, H02H7-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104578005
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310472622
【發(fā)明人】王頤
【申請(qǐng)人】南京歐格節(jié)能科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月11日