CN219247538U - 一种高压配电综合保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高压配电综合保护装置，属于矿用保护器技术领域；解决了现有综合保护器存在信号不稳定、元器件启动及功能不完善的问题，包括防爆壳体，防爆壳体正面设置有显示器，防爆壳体内部设置有断路器和保护器，保护器包括主控板，主控板上集成有32位MCU、高速存储器、通讯接口、通讯模块；母线从矿用电缆引出，母线上设置有隔离开关、断路器，隔离开关输出端的三相母线上分别连接高压熔断器、电压互感器、低压熔断器后接入主控板；主控板上的IO接口上的分闸、合闸端口分别通过导线连接分闸按钮和合闸按钮后与断路器内部的分合闸线路相连，其中在合闸按钮的线路上还串接有远/近切换按钮；本实用新型应用于矿井高压配电综合保护。

Description

一种高压配电综合保护装置

技术领域

本实用新型提供了一种高压配电综合保护装置，属于矿用供电设备技术领域。

背景技术

煤矿井下高压设备繁多，对于高压配电设备需要设置保护器对断路器、电机等设备进行保护测量并将检测数值进行显示，因此煤矿井下作业施工难度大、作业复杂度高，而且对于设备运行的安全要求极为严格。但是现有综合保护器存在信号不稳定、元器件启动及功能不完善无法对综合保护器工作温度或状态进行实时监测的问题，出于对煤矿井下安全运行的考虑，必须对现有产品的结构进行改进，提高主元件技术指标、完善保护装置功能，使产品能够满足技术性能要求。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有综合保护器存在信号不稳定、元器件启动及功能不完善无法对综合保护器工作温度或状态进行实时监测的问题，提出了一种高压配电综合保护装置，目的是通过硬件改进或者对硬件模块和/或电路的组合连接进行改进从而实现对高压配电综合保护器的性能及功能满足矿井下要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种高压配电综合保护装置，包括防爆壳体，所述防爆壳体正面设置有显示器，所述防爆壳体内部设置有断路器和保护器，所述保护器包括主控板，所述主控板上集成有32位MCU、高速存储器、通讯接口、通讯模块，所述MCU通过导线分别连接高速存储器、通讯接口、显示器，所述MCU还通过AD转换模块分别与设置在两相母线上的电流互感器、用于测量三相电压的电压互感器相连；

所述母线从矿用电缆引出，所述母线上设置有隔离机构、断路器，所述隔离机构输出端的三相母线上分别连接高压熔断器后连接电压互感器的一次侧，电压互感器二次侧的三相线路上分别连接低压熔断器后接入主控板，其中电压互感器二次侧的C相线路上位于低压熔断器之后的线路上并接有漏试按钮；

所述主控板上的IO接口上的分闸、合闸端口分别通过导线连接分闸按钮和合闸按钮后与断路器内部的分合闸线路相连，其中在合闸按钮的线路上还串接有远/近切换按钮，其中分闸按钮、合闸按钮的一端分别连接主控板上IO接口上的闭锁端口；

所述主控板上的IO接口上还设置有风电输入、瓦斯输入、开关状态、断路器小车进到位、小车退到位、小车行进、远控启动、远控停止、下行、确定、复位端口，分别通过导线连接煤矿井下的风电、瓦斯检测传感器、断路器底盘车、远控启动按钮、远控停止按钮、移位按钮、确定按钮、复位按钮。

所述主控板上的IO接口上还设置有绝缘电阻测试端口、电源端口，其中绝缘电阻测试端口通过导线连接绝缘电阻监测装置。

所述主控板上的IO接口的输入输出均经过电气隔离。

所述通讯模块包括有线通信模块和无线通信模块，所述主控板通过无线通信模块与无线遥控器双向通信。

所述显示器上设置有显示屏、移位按钮、确定按钮、复位按钮、断路器充电指示灯。

所述通讯接口包括对外通讯接口、485通讯接口、防越级的光纤接口，其中485通讯接口通过导线连接上位机。

所述保护器通过RS485或CAN总线通讯接口与地面监控中心进行通讯。

本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的高压配电智能综合保护器，可以安全、可靠、稳定地运行并能够把井下电气设备的电气参数、运行参数、电量信息、设备工况、故障信息发送到调度中心，也能够接收调度中心发出的遥控、定值设定等命令，实现远程操作。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供了一种高压配电综合保护装置，采用32位高性能的型号为STM32F103的MCU，使装置具备很强的实时性和可靠性。每周波64点的采样密度以及频率同步跟踪技术使装置具有很高的保护和测量精度。高可靠性的高速存储器用于设定参数、保护定值和事件记录的存储，大容量的存储器用于故障数据的记录，所有数据掉电不丢失，支持无限次擦写，电度量实时写入（间隔1s），保证装置电度量不会因为突然断电而丢失部分信息。本实用新型保护器所有的输入输出都经过电气隔离（包括绝缘电阻监测），电磁兼容性好。配合无线遥控器，运行人员在井下不停电的情况下就可以实现对开关的各种操作及定值整定。采用PT直接供电的智能型电源能确保保护器在失电20S后可靠动作，并把故障信息上传到地面监控中心，低功耗特性能减小装置供电电源对PT的影响。完备的硬件自我检测、在线检测功能，提高保护可靠性。装置内部无可调节元件，既保证产品的一致性、互换性、可靠性，又方便用户使用。本实用新型有机融合了矿用供电设备技术、自动化技术，确保了上述功能的可靠、安全、高效实现。

本实用新型的电气原理图如图1所示，下表1为图1中各元器件的名称，本实用新型主要由电流互感器、电压互感器、主控板及显示器组成。选用空心电流互感器，直接穿在两相母线上，便可获得与一次侧电流成正比的电信号。电压传感器信号由变压器提供三相电压（额定输出电压为100V)，即变比为6000/100（或者10000/100，容量30VA)。

表1 图1中各元器件名称。

本实用新型的保护装置对采集的模拟量及开关量进行快速的采样并完成各种运算处理，能实时地在显示屏上显示***电流、电网线电压值、电度及绝缘电阻值；在出现故障时能根据故障性质决定跳闸的时间，并记忆故障有关参数以便于查询，在必要时还可通过RS485或CAN总线通讯接口与地面监控中心进行通讯。

本实用新型的工作原理为：当保护装置装入隔爆型高压开关后，开关合闸前必须关闭前门、使接地开关装置处于分闸位置、隔离装置（断路器手车）处于进到位位置、前门闭锁开关处于闭合位置、断路器充电完毕，显示器充电指示灯点亮、保护器得电后自检完成，410与411节点接通、按下合闸按钮，才能合闸，否则不能合闸。

本实用新型的保护装置设计严谨、元器件选型可靠、生产工艺优良，并经特殊处理，在抗震动、抗干扰、防腐蚀、安全性、稳定性、低功耗等方面有着显著的优点。能安装在BGP和PBG等系列矿用隔爆型高压开关柜内，通过简单操作可随时对保护器的保护功能进行整定，可以通过隔爆开关窗口观察到显示屏上的各种信息，开关本体上的按钮也可在现场不打开开关外壳的情况下完成对保护器的各种保护功能的整定及试验，实现综合保护装置安全、可靠、稳定的运行。

关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种高压配电综合保护装置，其特征在于：包括防爆壳体，所述防爆壳体正面设置有显示器，所述防爆壳体内部设置有断路器和保护器，所述保护器包括主控板，所述主控板上集成有32位MCU、高速存储器、通讯接口、通讯模块，所述MCU通过导线分别连接高速存储器、通讯接口、显示器，所述MCU还通过AD转换模块分别与设置在两相母线上的电流互感器、用于测量三相电压的电压互感器相连；

所述母线从矿用电缆引出，所述母线上设置有隔离机构、断路器，所述隔离机构输出端的三相母线上分别连接高压熔断器后连接电压互感器的一次侧，电压互感器二次侧的三相线路上分别连接低压熔断器后接入主控板，其中电压互感器二次侧的C相线路上位于低压熔断器之后的线路上并接有漏试按钮；

所述主控板上的IO接口上的分闸、合闸端口分别通过导线连接分闸按钮和合闸按钮后与断路器内部的分合闸线路相连，其中在合闸按钮的线路上还串接有远/近切换按钮，其中分闸按钮、合闸按钮的一端分别连接主控板上IO接口上的闭锁端口；

所述主控板上的IO接口上还设置有风电输入、瓦斯输入、开关状态、断路器小车进到位、小车退到位、小车行进、远控启动、远控停止、下行、确定、复位端口，分别通过导线连接煤矿井下的风电、瓦斯检测传感器、断路器底盘车、远控启动按钮、远控停止按钮、移位按钮、确定按钮、复位按钮。

2.根据权利要求1所述的一种高压配电综合保护装置，其特征在于：所述主控板上的IO接口上还设置有绝缘电阻测试端口、电源端口，其中绝缘电阻测试端口通过导线连接绝缘电阻监测装置。

3.根据权利要求1所述的一种高压配电综合保护装置，其特征在于：所述主控板上的IO接口的输入输出均经过电气隔离。

4.根据权利要求1所述的一种高压配电综合保护装置，其特征在于：所述通讯模块包括有线通信模块和无线通信模块，所述主控板通过无线通信模块与无线遥控器双向通信。

5.根据权利要求1所述的一种高压配电综合保护装置，其特征在于：所述显示器上设置有显示屏、移位按钮、确定按钮、复位按钮、断路器充电指示灯。

6.根据权利要求1所述的一种高压配电综合保护装置，其特征在于：所述通讯接口包括对外通讯接口、485通讯接口、防越级的光纤接口，其中485通讯接口通过导线连接上位机。

7.根据权利要求1所述的一种高压配电综合保护装置，其特征在于：所述保护器通过RS485或CAN总线通讯接口与地面监控中心进行通讯。

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