专利名称：一种矿用低压馈电开关保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种馈电开关综合监控设备，特别涉及一种矿用低压馈电开关保护器。
背景技术：
目前我国煤矿事故死亡人数，远远超过世界其他产煤国家煤矿事故死亡总数，煤矿安全生产已经成为我国煤矿企业的生命线，全力保障井下电网供电安全，从源头保障煤矿的安全生产，因此馈电开关作为设备供电保护装置的安全性愈加显得重要，其保护的灵敏、可靠、快速与准确性直接关系到煤矿的安全生产。但现有的大多数矿井开关都采用模拟电子电路控制，由于模拟电路技术本身存在的缺点采样简单、精度低、运作迟缓、选择性判断不准、无通讯功能等缺点而无法保障煤矿安全生产，给国家和人民带来许多财产和人身的损失。
发明内容
本实用新型克服了上述装置的不足之处，目的在于提供一种采样精确、运作迅速、选择性判断准确、且带有网络通讯功能的矿用低压馈电开关保护器，本实用新型采用双CPU结构，人机界面丰富，操作使用方便。
本实用新型是通过以下技术方案达到上述目的一种矿用低压馈电开关保护器，包括主板、与所述主板相连的多个控制按钮和显示器，所述主板内设有交流采样电路、A/D转换电路、短路判断电路、绝缘检测电路、CPU1、控制按钮电路、存贮记忆电路、网络通讯电路、保护执行电路、显示电路、CPU2、外部现场信号检测电路、零序电流电路、零序电压电路、直流电源；其中A/D转换电路和短路判断电路与交流采样电路电连接，绝缘检测电路与A/D转换电路电连接，所述A/D转换电路、短路判断电路、控制按钮电路、存贮记忆电路和网络通讯电路、保护执行电路、显示电路分别与CPU1电连接，CPU2通过零序电流电路和零序电压电路与外部现场信号检测电路电连接，CPU2与上述的保护执行电路电连接，向各电路供电的直流电源与所述的各电路电连接，所述的CPU2与CPU1连接，所述的控制按钮电路与所述的按钮电连接，所述的显示电路与所述的显示器电连接；交流采样电路采集原始信号后，经A/D转换后送入CPU1，经CPU1处理后，输出信号到控制按钮电路、存贮记忆电路和网络通讯电路、显示电路，原始信号的另一路送入短路判断电路，与CPU1提供的可变电压基准值进行比较，做出判断，短路判断电路再将信号返回CPU1，CPU1发送控制命令至保护执行电路，保护执行电路执行操作，CPU1同时把此信号传送到显示电路；外部现场检测信号电路将信号经零序电压电路和零序电流电路处理后输入CPU2，CPU2做出判断，输出控制命令至CPU1，通过CPU1控制保护执行电路动作，通过显示电路传送信号至显示器。
作为优选，所述的交流采样电路由运算放大器LM224集成电路构成。
作为优选，所述的短路判断电路由数字电位器X9C103和放大器LM1458集成电路构成。
作为优选，所述的存贮记忆电路由串行存储器AT24C16构成。
作为优选，所述的按钮控制电路由光耦TLP521和反相器CD4069构成。
作为优选，所述的网络通讯电路由RS-485接口电路构成。
作为优选，所述的CPU1为AT89S52。
作为优选，所述的CPU2为AT89C2051。
本实用新型的有益效果1、本实用新型结构简单，投资少，安装使用灵活方便，便于推广使用；
3、本实用新型集成度高、技术先进、测量精度高、执行速度快、运行稳定；4、本实用新型具有漏电超前闭锁、动态检测绝缘电阻及选择性漏电判断功能；5、本实用新型采用双CPU结构，人机界面丰富，巡检周期短；6、本实用新型具有网络通讯功能；具有使用方便、精度高、速度快的新型保护装置。
图1是本实用新型的工作原理框图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型作进一步阐述实施例1如图1所示，本实用新型提供的一种矿用低压馈电开关保护器，包括主板、与所述主板相连的多个控制按钮和显示器，整个保护器为一长方体结构，显示器与保护器用屏蔽线连接，所述显示器由LED显示及LCD显示屏组成，所述主板内设有与交流采样电路电连接的A/D转换电路和短路判断电路；绝缘检测电路与A/D转换电路电连接；一与所述A/D转换电路、短路判断电路和控制按钮电路分别电连接的CPU1和被所述CPU1控制的存贮记忆电路和网络通讯电路、与所述CPU1相电连接的保护执行电路、显示电路；CPU2通过零序电流电路和零序电压电路与外部现场信号检测电路电连接；CPU2与上述的保护执行电路电连接；一与各电路连接的向各电路供电的直流电源；所述的CPU2通过CPU1输送显示信号至显示电路，所述的控制按钮电路与所述的按钮电连接，所述的显示电路与所述的显示器电连接。所述的交流采样电路由运算放大器LM224集成电路构成，所述的短路判断电路由数字电位器X9C103和放大器LM1458集成电路构成，所述的存贮记忆电路由串行存储器AT24C16构成，所述的按钮控制电路由光耦TLP521和反相器CD4069构成，所述的网络通讯电路由RS-485接口电路构成，所述的CPU1为AT89S52，所述的CPU2为AT89C2051。
一种矿用低压馈电开关保护器的工作过程交流采样电路将电流互感器采来的原始信号一路经运算放大器LM224处理成适于CPU范围的0到+5V交直流叠加信号，经采样保持并A/D转换后送入CPU1，CPU1计算出交流信号的有效值，用于电流显示；原始信号的另一路送入短路判断电路，与数字电位器X9C103根据CPU1提供的可变电压基准值进行比较，做出判断，该可变基准电压由CPU1根据整定电流与短路倍数的乘积动态调整，若被比较的信号的幅值高于此基准，则短路故障发生，短路判断电路将此信号返回CPU1，CPU1发送控制命令至保护执行电路，保护执行电路执行分闸操作，CPU1同时把此信号传送到显示电路，通过显示电路传送到显示器；过载预警电路与短路判断电路相同，CPU1根据不同的过载倍数设置相应的计时时限，CPU1同时把此信号传送到显示电路，通过显示电路传送到显示器；存贮记忆电路直接由串行存储器AT24C16与CPU1相电连接，首先CPU1根据实际需要向串行存储器AT24C16写入参数，运行后，CPU1根据AT24C16的设定参数判断是否发生故障，将故障信号通过显示电路传送到显示器；动态绝缘检测电路将三相阻抗器公共点获得零序电压信号，处理位A/D转换器所需的信号，将此信号送入A/D转换器TLC1543，变换后信号送入CPU1，运行时，CPU1通过显示电路将此信号传送到与显示电路相电连接的显示器；按钮控制电路将按钮信号先经光耦TLP521光电隔离后的电平信号经反相器CD4069反相后送入CPU1；网络通讯电路将CPU1送出的信号经MAX485转换成485标准信号，该信号遵巡MODBUS协议。
外部现场检测信号电路将从三相阻抗器中性点对地电压信号经零序电压电路有源移相得到的零序电压脉冲信号LV，将从零序电流互感器采来的零序电流信号通过零序电流电路放大得到的零序电流脉冲信号LI，经过隔离并反向处理后送入CPU2，CPU2根据零序电压脉冲信号LV和零序电流脉冲信号LI的相位关系判定漏电回路，CPU2通过提供+48V附加直流定量判定漏电动作值，达到动作值，此时，保护执行电路动作，CPU2同时将此信号传送给CPU1，通过显示电路传送漏电故障给显示器。
权利要求1.一种矿用低压馈电开关保护器，包括主板、与所述主板相连的多个控制按钮和显示器，其特征在于所述主板内设有交流采样电路、A/D转换电路、短路判断电路、绝缘检测电路、CPU(1)、控制按钮电路、存贮记忆电路、网络通讯电路、保护执行电路、显示电路、CPU(2)、外部现场信号检测电路、零序电流电路、零序电压电路、直流电源；其中A/D转换电路和短路判断电路与交流采样电路电连接，绝缘检测电路与A/D转换电路电连接，所述A/D转换电路、短路判断电路、控制按钮电路、存贮记忆电路和网络通讯电路、保护执行电路、显示电路分别与CPU(1)电连接，CPU(2)通过零序电流电路和零序电压电路与外部现场信号检测电路电连接，CPU(2)与上述的保护执行电路电连接，向各电路供电的直流电源与所述的各电路电连接，所述的CPU(2)与CPU(1)连接，所述的控制按钮电路与所述的按钮电连接，所述的显示电路与所述的显示器电连接；交流采样电路采集原始信号后，经A/D转换后送入CPU(1)，经CPU(1)处理后，输出信号到控制按钮电路、存贮记忆电路和网络通讯电路、显示电路，原始信号的另一路送入短路判断电路，与CPU(1)提供的可变电压基准值进行比较，做出判断，短路判断电路再将信号返回CPU(1)，CPU(1)发送控制命令至保护执行电路，保护执行电路执行操作，CPU(1)同时把此信号传送到显示电路；外部现场检测信号电路将信号经零序电压电路和零序电流电路处理后输入CPU(2)，CPU(2)做出判断，输出控制命令至CPU(1)，通过CPU(1)控制保护执行电路动作，通过显示电路传送信号至显示器。
2.根据权利要求1所述的矿用低压馈电开关保护器，其特征在于所述的交流采样电路由运算放大器LM224集成电路构成。
3.根据权利要求1所述的矿用低压馈电开关保护器，其特征在于所述的短路判断电路由数字电位器X9C103和放大器LM1458集成电路构成。
4.根据权利要求1所述的矿用低压馈电开关保护器，其特征在于所述的存贮记忆电路由串行存储器AT24C16构成。
5.根据权利要求1所述的矿用低压馈电开关保护器，其特征在于所述的按钮控制电路由光耦TLP521和反相器CD4069构成。
6.根据权利要求1所述的矿用低压馈电开关保护器，其特征在于所述的网络通讯电路由RS-485接口电路构成。
7.根据权利要求1所述的矿用低压馈电开关保护器，其特征在于所述的CPU(1)为AT89S52。
8.根据权利要求1所述的矿用低压馈电开关保护器，其特征在于所述的CPU(2)为AT89C2051。
专利摘要本实用新型公开了一种矿用低压馈电开关保护器，包括主板、与所述主板相连的多个控制按钮和显示器，其特征在于所述主板内设有交流采样电路、A/D转换电路、短路判断电路、绝缘检测电路、CPU(1)、控制按钮电路、存贮记忆电路、网络通讯电路、保护执行电路、显示电路、CPU(2)、外部现场信号检测电路、零序电流电路、零序电压电路、直流电源；本实用新型的有益效果采用双CPU结构，人机界面丰富，操作使用方便，集成度高、技术先进、测量精度高、执行速度快、运行稳定。
文档编号H02H3/26GK2884637SQ20062010113
公开日2007年3月28日 申请日期2006年2月22日 优先权日2006年2月22日
发明者邱云蛟 申请人:费江海