專利名稱：一種礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種饋電開關(guān)綜合監(jiān)控設(shè)備，特別涉及一種礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器。
背景技術(shù)：
目前，煤礦機(jī)電設(shè)備朝著高電壓、大功率的方向發(fā)展，高壓饋電開關(guān)保護(hù)器作為一種高壓供電控制設(shè)備來講，其用途及用量也在大幅增大，安全性能也就顯得愈加重要。在以往的同類產(chǎn)品中，均存在采樣簡單、精度低、動作遲緩、無選擇性判斷等缺陷?，F(xiàn)場供電時，一旦發(fā)生漏電，往往造成誤動作現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)造成潛在危險，無法保障煤礦安全生產(chǎn)，給國家和人民帶來許多財產(chǎn)和人身的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型克服了上述裝置的不足之處，目的在于提供一種采樣精確、動作迅速、選擇性判斷準(zhǔn)確、且?guī)в芯W(wǎng)絡(luò)通訊功能的礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，本實用新型采用雙CPU結(jié)構(gòu)，人機(jī)界面豐富，操作使用方便。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，包括主板、與所述主板相連的多個控制按鈕，所述主板內(nèi)設(shè)有與交流采樣電路電連接的A/D轉(zhuǎn)換電路和短路判斷電路；與漏電檢測電路相電連接的零序電流電路和零序電壓電路；一與A/D轉(zhuǎn)換電路相電連接的絕緣采樣電路；一與所述A/D轉(zhuǎn)換電路、短路判斷電路、零序電流電路和零序電壓電路分別電連接用于保護(hù)處理的CPU1，一與CPU1連接用作人機(jī)界面的CPU2，與CPU2相電連接的控制按鈕電路和受CPU2控制的存貯記憶電路和遠(yuǎn)程控制電路、保護(hù)執(zhí)行電路、顯示電路，CPU1通過CPU2控制保護(hù)執(zhí)行電路，一向各電路供電的直流電源；所述的控制按鈕電路與所述的按鈕電連接；交流采樣電路采集原始信號后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU1，原始信號的另一路送入短路判斷電路，與CPU1提供的可變電壓基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，做出判斷，短路判斷電路再將信號返回CPU1，CPU1發(fā)出控制命令至CPU2，由CPU2發(fā)送控制命令至保護(hù)執(zhí)行電路；零序電流電路將漏電檢測電路得到的零序電流信號處理后送入CPU1，零序電壓電路將漏電檢測電路得到的零序電壓信號處理后送入CPU1，CPU1經(jīng)判斷后利用中斷方式通知CPU2，由CPU2發(fā)送控制命令至保護(hù)執(zhí)行電路執(zhí)行保護(hù)動作；然后CPU1再通過握手方式將各故障類型傳給CPU2，CPU2把此信號傳送到顯示電路，CPU2根據(jù)實際需要向存貯記憶電路直接寫入故障信息。
作為優(yōu)選，所述的主板還設(shè)有網(wǎng)絡(luò)通訊電路，網(wǎng)絡(luò)通訊電路由RS-485接口電路構(gòu)成，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊電路與CPU2連接。
作為優(yōu)選，所述的主板還設(shè)有計時時鐘電路，計時時鐘電路與CPU2連接。
作為優(yōu)選，所述的交流采樣電路由運(yùn)算放大器LM224集成電路構(gòu)成。
作為優(yōu)選，所述的CPU1為89C55。
作為優(yōu)選，所述的CPU2為89C55。
本實用新型的有益效果1、本實用新型集成度高、體積小、裝置投資少，可直接安裝在高壓饋電開關(guān)內(nèi)，通過控制高壓斷路器實現(xiàn)合/分閘操作，安裝使用靈活方便，便于推廣使用；2、本實用新型集成度高、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)、測量準(zhǔn)確、執(zhí)行速度快、運(yùn)行穩(wěn)定；3、本實用新型采用雙CPU結(jié)構(gòu)，人機(jī)界面豐富，巡檢期短。


圖1是本實用新型的工作原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型作進(jìn)一步闡述實施例1如圖1所示，本實用新型提供的一種礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，包括主板、與所述主板相連的多個控制按鈕，所述主板內(nèi)設(shè)有與交流采樣電路電連接的A/D轉(zhuǎn)換電路和短路判斷電路；與漏電檢測電路相電連接的零序電流電路和零序電壓電路；一與A/D轉(zhuǎn)換電路相電連接的絕緣采樣電路；一與所述A/D轉(zhuǎn)換電路、短路判斷電路、零序電流電路和零序電壓電路分別電連接用于保護(hù)處理的CPU1，一與CPU1連接用作人機(jī)界面的CPU2，與CPU2相電連接的控制按鈕電路和受CPU2控制的存貯記憶電路和遠(yuǎn)程控制電路、保護(hù)執(zhí)行電路、顯示電路、網(wǎng)絡(luò)通訊電路和計時時鐘電路，CPU1通過CPU2控制保護(hù)執(zhí)行電路，一向各電路供電的直流電源；所述的控制按鈕電路與所述的按鈕電連接，；交流采樣電路采集原始信號后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU1，原始信號的另一路送入短路判斷電路，與CPU1提供的可變電壓基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，做出判斷，短路判斷電路再將信號返回CPU1，CPU1發(fā)出控制命令至CPU2，由CPU2發(fā)送控制命令至保護(hù)執(zhí)行電路；零序電流電路將漏電檢測電路得到的零序電流信號處理后送入CPU1，零序電壓電路將漏電檢測電路得到的零序電壓信號處理后送入CPU1，CPU1經(jīng)判斷后利用中斷方式通知CPU2，由CPU2發(fā)送控制命令至保護(hù)執(zhí)行電路執(zhí)行保護(hù)動作；然后CPU1再通過握手方式將各故障類型傳給CPU2，CPU2把此信號傳送到顯示電路，CPU2根據(jù)實際需要向存貯記憶電路直接寫入故障信息。所述的交流采樣電路包括對A、C相電流采樣電路、AC100V電壓采樣電路、由運(yùn)算放大器LM224集成電路構(gòu)成，所述的短路判斷電路由數(shù)字電位器X9C103和電壓比較器LM293、光耦TLP521和反相器74LS04構(gòu)成，所述的存貯記憶電路由串行存儲器AT24C16構(gòu)成，所述的按鈕控制電路由光耦TLP521和反相器74LS04構(gòu)成，所述的計時時鐘電路由串行時鐘DS1302構(gòu)成，所述的保護(hù)執(zhí)行電路由功率驅(qū)器75453和繼電器QJX-13F共同實現(xiàn)，遠(yuǎn)程輸出電路由功率驅(qū)器75453和繼電器HHC66C共同實現(xiàn)，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊電路由RS-485接口電路構(gòu)成，所述的CPU1為89C55，所述的CPU2為89C55。
一種礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器的工作過程交流采樣電路包括對A、C相電流、AC100V電壓、交流采樣電路將采來的原始信號經(jīng)電流/電壓變換器轉(zhuǎn)換成電壓信號一路經(jīng)運(yùn)算放大器LM224處理成適于CPU1要求范圍的0～+5V交直流疊加信號，經(jīng)采樣保持并A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU1，CPU1通過傅立葉級數(shù)算法計算出交流信號的有效值，用于過載和短路電流顯示；轉(zhuǎn)換后提供一可變電壓基準(zhǔn)送入短路判斷電路，該可變基準(zhǔn)電壓由CPU1根據(jù)整定電流與短路倍數(shù)的乘積動態(tài)調(diào)整，若被比較的信號的幅值高于此基準(zhǔn)，則短路故障發(fā)生，短路判斷電路將此信號返回CPU1，CPU1利用中斷方式通知CPU2首先保護(hù)動作，然后CPU1再通過握手方式將故障類型傳給CPU2，CPU2把此信號傳送到顯示電路，通過顯示電路傳送到開關(guān)的顯示器；過載預(yù)警判斷與短路判斷類似CPU1實時監(jiān)視A、C兩相動態(tài)電流，當(dāng)電流值達(dá)到規(guī)定過載倍數(shù)時，按預(yù)定反時限時間倒計時預(yù)警，預(yù)警時間到，則將過載信號發(fā)送到CPU2，CPU2發(fā)送控制命令至保護(hù)執(zhí)行電路，執(zhí)行分閘操作，同時CPU2將故障信號傳送至顯示電路，通過顯示電路傳送到顯示器；交流采樣電路將從變壓器二次側(cè)AC 100V信號經(jīng)運(yùn)算放大器LM224轉(zhuǎn)換成CPU1所需的0～+5V范圍交直流疊加信號，經(jīng)采樣保持后送入A/D轉(zhuǎn)換器再送入CPU1，CPU1根據(jù)傅立葉級數(shù)算法計算出交流信號的有效值，用于電壓顯示；從漏電檢測電路測得的零序電壓信號和零序電流信號經(jīng)運(yùn)算放大器LM224轉(zhuǎn)換成CPU1所需的0～+5V范圍交直流疊加信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器后送入CPU1，CPU1根據(jù)傅立葉級數(shù)算法計算出交流信號有效值，用于漏電選擇性判斷；絕緣采樣電路將電網(wǎng)絕緣監(jiān)視線對地線電阻信號處理后經(jīng)運(yùn)算放大器LM224放大并反相轉(zhuǎn)換為CPU1所需0～+5V交直流疊加信號，將此信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后再送入CPU1，CPU1根據(jù)傅立葉級數(shù)算法計算出交流信號的有效值，用于電網(wǎng)絕緣監(jiān)視顯示。
存貯記憶電路直接由串行存儲器AT24C 16與人機(jī)界面CPU2電連接，CPU2根據(jù)實際需要向串行存儲器AT24C16寫入?yún)?shù)；控制按鈕電路將按鈕信號經(jīng)光耦TLP521光電隔離后的電平信號經(jīng)反相器74LS04反相后送入CPU2；網(wǎng)絡(luò)通訊電路將CPU2送出的信號經(jīng)MAX485轉(zhuǎn)換成485標(biāo)準(zhǔn)信號，該信號遵巡MODBUS協(xié)議；計時時鐘電路將串行時鐘DS1302與CPU2相連，通過按鈕對當(dāng)前時間進(jìn)行設(shè)置以及記憶保持故障發(fā)生時刻，此信號通過CPU2傳給串行存貯器AT24C16，當(dāng)前時間顯示時鐘用于常規(guī)顯示，故障時間可以通過CPU2調(diào)閱，并將此信號通過顯示電路傳送到顯示器；當(dāng)按下合閘按鈕信號通過控制按鈕送入CPU2后，CPU2將此信號送入保護(hù)執(zhí)行電路，實現(xiàn)自?；芈穼?dǎo)通，合閘回路通過自保持回路形成回路，當(dāng)合閘按鈕放開后，該回路仍然導(dǎo)通，合閘過程仍在繼續(xù)，直至合閘結(jié)束；保護(hù)執(zhí)行電路CPU2將從CPU1運(yùn)行過程出現(xiàn)的故障信號傳遞到功率驅(qū)動器75453，再送入繼電器JQX-13F，保護(hù)動作，實現(xiàn)分閘操作；遠(yuǎn)程控制電路要求輸入信號為直流，當(dāng)遠(yuǎn)控信號線路短路時，起到拒合作用，遠(yuǎn)程輸入電路為集中控制作準(zhǔn)備，當(dāng)遠(yuǎn)控接點閉合，實現(xiàn)合閘操作，遠(yuǎn)控接點斷開，則執(zhí)行分閘操作，同時CPU2將此控制信號首先傳送給功率驅(qū)動器75453，再送入繼電器HHC66C，實現(xiàn)合/分閘操作。
零序電壓電路將從漏電檢測電路測得零序電壓信號處理為零序電壓脈沖信號LV，零序電流電路將漏電檢測電路得到的零序電流信號處理為零序電流脈沖信號LI，經(jīng)過隔離并反向處理后送入CPU1，CPU1根據(jù)零序電壓脈沖信號LV和零序電流脈沖信號LI的相位關(guān)系判定漏電回路，若自身回路漏電且LV和LI達(dá)到動作值，則CPU1通過中斷方式通知給CPU2進(jìn)行保護(hù)動作，然后CPU1再通過握手方式故障類型傳給CPU2，CPU2通過顯示電路傳送漏電故障給顯示器，并通過串行存儲器AT24C16進(jìn)行記憶存儲。
權(quán)利要求1.一種礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，包括主板、與所述主板相連的多個控制按鈕，其特征在于所述主板內(nèi)設(shè)有與交流采樣電路電連接的A/D轉(zhuǎn)換電路和短路判斷電路；與漏電檢測電路相電連接的零序電流電路和零序電壓電路；一與A/D轉(zhuǎn)換電路相電連接的絕緣采樣電路；一與所述A/D轉(zhuǎn)換電路、短路判斷電路、零序電流電路和零序電壓電路分別電連接用于保護(hù)處理的CPU(1)，一與CPU(1)連接用作人機(jī)界面的CPU(2)，與CPU(2)相電連接的控制按鈕電路和受CPU(2)控制的存貯記憶電路和遠(yuǎn)程控制電路、保護(hù)執(zhí)行電路、顯示電路，CPU(1)通過CPU(2)控制保護(hù)執(zhí)行電路，一向各電路供電的直流電源；所述的控制按鈕電路與所述的按鈕電連接；交流采樣電路采集原始信號后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU(1)，原始信號的另一路送入短路判斷電路，與CPU(1)提供的可變電壓基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，做出判斷，短路判斷電路再將信號返回CPU(1)，CPU(1)發(fā)出控制命令至CPU(2)，由CPU(2)發(fā)送控制命令至保護(hù)執(zhí)行電路；零序電流電路將漏電檢測電路得到的零序電流信號處理后送入CPU(1)，零序電壓電路將漏電檢測電路得到的零序電壓信號處理后送入CPU(1)，CPU(1)經(jīng)判斷后利用中斷方式通知CPU(2)，由CPU(2)發(fā)送控制命令至保護(hù)執(zhí)行電路執(zhí)行保護(hù)動作；然后CPU(1)再通過握手方式將各故障類型傳給CPU(2)，CPU(2)把此信號傳送到顯示電路，CPU(2)根據(jù)實際需要向存貯記憶電路直接寫入故障信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，其特征在于所述的主板還設(shè)有網(wǎng)絡(luò)通訊電路，網(wǎng)絡(luò)通訊電路由RS-485接口電路構(gòu)成，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊電路與CPU(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，其特征在于所述的主板還設(shè)有計時時鐘電路，計時時鐘電路與CPU(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，其特征在于所述的交流采樣電路由運(yùn)算放大器LM224集成電路構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，其特征在于所述的CPU(1)為89C55。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，其特征在于所述的CPU(2)為89C55。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用高壓饋電開關(guān)保護(hù)器，包括主板、與所述主板相連的多個控制按鈕，所述主板內(nèi)設(shè)有與交流采樣電路電連接的A/D轉(zhuǎn)換電路和短路判斷電路；與漏電檢測電路相電連接的零序電流電路和零序電壓電路；一與A/D轉(zhuǎn)換電路相電連接的絕緣采樣電路；一與所述A/D轉(zhuǎn)換電路、短路判斷電路、零序電流電路和零序電壓電路分別電連接CPU1，一與CPU1連接CPU2，與CPU2相電連接的控制按鈕電路和受CPU2控制的存貯記憶電路和遠(yuǎn)程控制電路、保護(hù)執(zhí)行電路、顯示電路，一向各電路供電的直流電源；本實用新型的有益效果采用雙CPU結(jié)構(gòu)，人機(jī)界面豐富，巡檢期短。
文檔編號H02H3/08GK2888706SQ200620101388
公開日2007年4月11日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者邱云蛟, 費(fèi)江海 申請人:費(fèi)江海