一种井下低爆综合保护器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿井下低爆保护领域，尤其涉及一种基于单片机的井下低爆综合保护器。
【背景技术】
[0002]矿用隔爆型低压馈电开关是煤矿配电系统的关键环节，其好坏直接影响着煤矿井下生产安全和生产效率。而低压馈电开关的智能化程度主要取决于保护系统的可靠性和灵敏性。一般说来国内低爆保护装置普遍存在着以下几个方面的问题:.
[0003](I)漏电保护困难。井下低压供电系统漏电故障大约占到总故障的80%以上。由于漏电故障信号鉴别较为困难，且还与供电系统的中性点接地方式(不接地和经补偿接地)有关，研究难度大。单片机计算时间长，动作大都在10ms以上。
[0004](2)抗干扰性能差。随着煤矿效益的逐步好转，井下设备尤其是一些大型变频设备的大面积使用，使得煤矿井下的供电情况变得更加复杂。一般说来，井下电网的功率因数很低，煤矿只在地面变电所进行集中补偿，在综采根本没有，因此波形畸变十分严重，低压开关拒动、误动频繁，严重影响煤矿井下的安全和生产。.
[0005](3)无监控能力。综采面的低压设备普遍没有通讯功能，不能适应煤矿井下自动化的需要。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于单片机的井下低爆综合保护器，以提高煤矿供电系统漏电保护能力以及抗干扰能力。
[0007]为实现上述目的，本发明采取如下技术方案:
[0008]一种井下低爆综合保护器，包括模拟信号单元、脉冲信号单元、液晶显示模块、输出驱动模块；
[0009]模拟信号单元，用于实时采集低压电网的电流模拟信号、电压模拟信号和漏电模拟信号，并发送给单片机；
[0010]脉冲信号单元，用于采集开关柜状态信号和风电闭锁信号，并发送给单片机；
[0011]单片机，用于对接收到的信号进行处理、分析，并生成驱动信号发送给输出驱动模块；还用于将处理后的信号发送给液晶显示模块；
[0012]液晶显示模块，用于显示单片机发送的信号；
[0013]输出驱动模块，用于根据单片机发送驱动信号执行对应的动作。
[0014]更进一步的，单片机为STC单片机。由于井下低压电网的环境非常恶劣。所以选择抗干扰能力强的单片机成为首选条件；考虑到系统要求有较快的执行速度，应尽可能地选择运行速度快的单片机；尽量选择功能强，集成度高的单片机，同时也是对抗干扰和速度的一个促进；考虑到产品的推广和应用，低成本也是本次设计的一个主要考虑因素。
[0015]有益效果:本发明采用了高档单片机STC单片机为控制核心，加大了运算速度，同时从原理上解决了漏电检测困难，误动拒动较多的诟病，使得在成本基本不增加的前提下，较好地完成集漏电、短路、过载、过压、欠压等多项保护与一身的功能，同时又具有可靠性较高、调试和运行维护简便，人机界面良好等特点。
【附图说明】
[0016]图1为本发明工作原理图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0018]如图1所示，本发明提供的一种井下低爆综合保护器，包括模拟信号单元、脉冲信号单元、液晶显示模块、输出驱动模块；
[0019]1、模拟信号单元，即实时采集低压电网的电流、电压、漏电等模拟信号，作为电网中各种故障的判断依据。
[0020]2、脉冲信号单元，将开关柜状态和风电闭锁信号送到单片机的VO 口，单片机对其进行检测。
[0021]3、液晶显示模块，实时显示电网的工作电压、工作电流、开关状态和当前的时问。发生故障时显示故障类型及跳闸的时间，以方便工作人员识别和检修。
[0022]4、单片机，在单片机的应用系统中，最重要的就是要根据应用系统的要求和特性选择合适的中央处理器CPU。本次设计在选择CPU时主要考虑以下几个因素:①抗干扰性能:由于井下低压电网的环境非常恶劣。所以选择抗干扰能力强的单片机成为首选条件。②速度:考虑到系统要求有较快的执行速度，应尽可能地选择运行速度快的单片机。③单片机功能:尽量选择功能强，集成度高的单片机，同时也是对抗干扰和速度的一个促进。④价格:考虑到产品的推广和应用，低成本也是本次设计的一个主要考虑因素。
[0023]本次设计采用了高档8位单片机STC12C5410AD (属STC系列单片机)。采用STC单片机有以下几个原因:(1)8位单片机已经可以满足本次设计的精度要求，并且价格低廉。
(2)8051核单片机的速度低(每条指令至少需要12个时钟周期)的缺陷在STC单片机中得到了解决。该单片机采用全新的流水线/精简指令集结构。是单时钟/机器周期(IT)的兼容8051内核的单片机。其运行速度大大加强。例如运行MOV A，Rn这样的指令时，8051核单片机需要12个时钟周期，而STC单片机只需要I个时钟周期。(3) STC单片机具有较宽的电压范围。该单片机的工作电压为+5V，但在+5.5V —+3.4V的范围内均能正常工作。在煤矿井下，瞬间电网低电压时常出现，即使增大滤波电容至4800沁。仍不能很好的解决。好多厂家生产的单片机设备会工作不正常，出现黑屏、死机等现象。如果加入带低电压检测的看门狗电路，虽可以避免这种情况的出现，但频繁的重启会使初始化状态在显示屏上显示，叫用户使用起来信心不足。选用STC单片机的低电压可以低至3.5V而不会造成单片机出错，这极大地克服了以上情况的出现。再配上带低电压检测的硬狗，会使重启的现象大大减少。(4)STC12C5410AD单片机的功能比较齐全。如自带8路10位A / D、集成独立的看门狗、B2PR0M等。(5)STC12C5410AD单片机集成了 MAX頂的专用复位芯片MAX810，极大的提高了单片机的抗干扰性。自带的看门狗提供了 8种溢出时间选择，以20MHz晶振来说覆盖范围从39ms到5s,使用十分方便。
[0024]5、输出驱动模块，当电网发生漏电、短路、断相、欠压或过压等故障，同时达到故障动作时间CPU便会发出跳闸指令，通过驱动电路作用中间继电器，最后作用于断路器，使其脱扣。
[0025]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种井下低爆综合保护器，其特征在于:包括模拟信号单元、脉冲信号单元、液晶显示模块、输出驱动模块和单片机； 所述模拟信号单元，用于实时采集低压电网的电流模拟信号、电压模拟信号和漏电模拟信号，并发送给单片机； 所述脉冲信号单元，用于采集开关柜状态信号和风电闭锁信号，并发送给单片机； 所述单片机，用于对接收到的信号进行处理、分析，并生成驱动信号发送给输出驱动模块；还用于将处理后的信号发送给液晶显示模块； 所述液晶显示模块，用于显示单片机发送的信号； 所述输出驱动模块，用于根据单片机发送驱动信号执行对应的动作。
2.根据权利要求1所述的一种井下低爆综合保护器，其特征在于:所述单片机为STC单片机。
【专利摘要】本发明公开了一种井下低爆综合保护器，包括：模拟信号单元，用于实时采集低压电网的电流模拟信号、电压模拟信号和漏电模拟信号，并发送给单片机；脉冲信号单元，用于采集开关柜状态信号和风电闭锁信号，并发送给单片机；单片机，用于对接收到的信号进行处理、分析，并生成驱动信号发送给输出驱动模块；还将处理后的信号发送给液晶显示模块；液晶显示模块，用于显示单片机发送的信号；输出驱动模块，用于根据单片机发送驱动信号执行对应的动作。
【IPC分类】H02H3-00
【公开号】CN104577943
【申请号】CN201310472675
【发明人】王颐
【申请人】南京欧格节能科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月11日