专利名称：一种矿用高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，特别涉及一种矿用高压馈电开关保护器。
背景技术：
目前，煤矿机电设备朝着高电压、大功率的方向发展，高压馈电开关保护器作为一种高压供电控制设备来讲，其用途及用量也在大幅增大，安全性能也就显得愈加重要。在以往的同类产品中，均存在采样简单、精度低、动作迟缓、无选择性判断等缺陷。现场供电时，一旦发生漏电，往往造成误动作现象，给安全生产造成潜在危险，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、动作迅速、选择性判断准确、且带有网络通讯功能的矿用高压馈电开关保护器，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高压馈电开关保护器，包括主板、与所述主板相连的多个控制按钮，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；与漏电检测电路相电连接的零序电流电路和零序电压电路；一与A/D转换电路相电连接的绝缘采样电路；一与所述A/D转换电路、短路判断电路、零序电流电路和零序电压电路分别电连接用于保护处理的CPU1，一与CPU1连接用作人机界面的CPU2，与CPU2相电连接的控制按钮电路和受CPU2控制的存贮记忆电路和远程控制电路、保护执行电路、显示电路，CPU1通过CPU2控制保护执行电路，一向各电路供电的直流电源；所述的控制按钮电路与所述的按钮电连接；交流采样电路采集原始信号后，经A/D转换后送入CPU1，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发出控制命令至CPU2，由CPU2发送控制命令至保护执行电路；零序电流电路将漏电检测电路得到的零序电流信号处理后送入CPU1，零序电压电路将漏电检测电路得到的零序电压信号处理后送入CPU1，CPU1经判断后利用中断方式通知CPU2，由CPU2发送控制命令至保护执行电路执行保护动作；然后CPU1再通过握手方式将各故障类型传给CPU2，CPU2把此信号传送到显示电路，CPU2根据实际需要向存贮记忆电路直接写入故障信息。
作为优选，所述的主板还设有网络通讯电路，网络通讯电路由RS-485接口电路构成，所述的网络通讯电路与CPU2连接。
作为优选，所述的主板还设有计时时钟电路，计时时钟电路与CPU2连接。
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CPU1为89C55。
作为优选，所述的CPU2为89C55。
本实用新型的有益效果1、本实用新型集成度高、体积小、装置投资少，可直接安装在高压馈电开关内，通过控制高压断路器实现合/分闸操作，安装使用灵活方便，便于推广使用；2、本实用新型集成度高、功能齐全、技术先进、测量准确、执行速度快、运行稳定；3、本实用新型采用双CPU结构，人机界面丰富，巡检期短。
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高压馈电开关保护器，包括主板、与所述主板相连的多个控制按钮，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；与漏电检测电路相电连接的零序电流电路和零序电压电路；一与A/D转换电路相电连接的绝缘采样电路；一与所述A/D转换电路、短路判断电路、零序电流电路和零序电压电路分别电连接用于保护处理的CPU1，一与CPU1连接用作人机界面的CPU2，与CPU2相电连接的控制按钮电路和受CPU2控制的存贮记忆电路和远程控制电路、保护执行电路、显示电路、网络通讯电路和计时时钟电路，CPU1通过CPU2控制保护执行电路，一向各电路供电的直流电源；所述的控制按钮电路与所述的按钮电连接，；交流采样电路采集原始信号后，经A/D转换后送入CPU1，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发出控制命令至CPU2，由CPU2发送控制命令至保护执行电路；零序电流电路将漏电检测电路得到的零序电流信号处理后送入CPU1，零序电压电路将漏电检测电路得到的零序电压信号处理后送入CPU1，CPU1经判断后利用中断方式通知CPU2，由CPU2发送控制命令至保护执行电路执行保护动作；然后CPU1再通过握手方式将各故障类型传给CPU2，CPU2把此信号传送到显示电路，CPU2根据实际需要向存贮记忆电路直接写入故障信息。所述的交流采样电路包括对A、C相电流采样电路、AC100V电压采样电路、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和电压比较器LM293、光耦TLP521和反相器74LS04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74LS04构成，所述的计时时钟电路由串行时钟DS1302构成，所述的保护执行电路由功率驱器75453和继电器QJX-13F共同实现，远程输出电路由功率驱器75453和继电器HHC66C共同实现，所述的网络通讯电路由RS-485接口电路构成，所述的CPU1为89C55，所述的CPU2为89C55。
一种矿用高压馈电开关保护器的工作过程交流采样电路包括对A、C相电流、AC100V电压、交流采样电路将采来的原始信号经电流/电压变换器转换成电压信号一路经运算放大器LM224处理成适于CPU1要求范围的0～+5V交直流叠加信号，经采样保持并A/D转换后送入CPU1，CPU1通过傅立叶级数算法计算出交流信号的有效值，用于过载和短路电流显示；转换后提供一可变电压基准送入短路判断电路，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利用中断方式通知CPU2首先保护动作，然后CPU1再通过握手方式将故障类型传给CPU2，CPU2把此信号传送到显示电路，通过显示电路传送到开关的显示器；过载预警判断与短路判断类似CPU1实时监视A、C两相动态电流，当电流值达到规定过载倍数时，按预定反时限时间倒计时预警，预警时间到，则将过载信号发送到CPU2，CPU2发送控制命令至保护执行电路，执行分闸操作，同时CPU2将故障信号传送至显示电路，通过显示电路传送到显示器；交流采样电路将从变压器二次侧AC 100V信号经运算放大器LM224转换成CPU1所需的0～+5V范围交直流叠加信号，经采样保持后送入A/D转换器再送入CPU1，CPU1根据傅立叶级数算法计算出交流信号的有效值，用于电压显示；从漏电检测电路测得的零序电压信号和零序电流信号经运算放大器LM224转换成CPU1所需的0～+5V范围交直流叠加信号，经A/D转换器后送入CPU1，CPU1根据傅立叶级数算法计算出交流信号有效值，用于漏电选择性判断；绝缘采样电路将电网绝缘监视线对地线电阻信号处理后经运算放大器LM224放大并反相转换为CPU1所需0～+5V交直流叠加信号，将此信号经A/D转换器转换后再送入CPU1，CPU1根据傅立叶级数算法计算出交流信号的有效值，用于电网绝缘监视显示。
存贮记忆电路直接由串行存储器AT24C 16与人机界面CPU2电连接，CPU2根据实际需要向串行存储器AT24C16写入参数；控制按钮电路将按钮信号经光耦TLP521光电隔离后的电平信号经反相器74LS04反相后送入CPU2；网络通讯电路将CPU2送出的信号经MAX485转换成485标准信号，该信号遵巡MODBUS协议；计时时钟电路将串行时钟DS1302与CPU2相连，通过按钮对当前时间进行设置以及记忆保持故障发生时刻，此信号通过CPU2传给串行存贮器AT24C16，当前时间显示时钟用于常规显示，故障时间可以通过CPU2调阅，并将此信号通过显示电路传送到显示器；当按下合闸按钮信号通过控制按钮送入CPU2后，CPU2将此信号送入保护执行电路，实现自保回路导通，合闸回路通过自保持回路形成回路，当合闸按钮放开后，该回路仍然导通，合闸过程仍在继续，直至合闸结束；保护执行电路CPU2将从CPU1运行过程出现的故障信号传递到功率驱动器75453，再送入继电器JQX-13F，保护动作，实现分闸操作；远程控制电路要求输入信号为直流，当远控信号线路短路时，起到拒合作用，远程输入电路为集中控制作准备，当远控接点闭合，实现合闸操作，远控接点断开，则执行分闸操作，同时CPU2将此控制信号首先传送给功率驱动器75453，再送入继电器HHC66C，实现合/分闸操作。
零序电压电路将从漏电检测电路测得零序电压信号处理为零序电压脉冲信号LV，零序电流电路将漏电检测电路得到的零序电流信号处理为零序电流脉冲信号LI，经过隔离并反向处理后送入CPU1，CPU1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，若自身回路漏电且LV和LI达到动作值，则CPU1通过中断方式通知给CPU2进行保护动作，然后CPU1再通过握手方式故障类型传给CPU2，CPU2通过显示电路传送漏电故障给显示器，并通过串行存储器AT24C16进行记忆存储。
权利要求1.一种矿用高压馈电开关保护器，包括主板、与所述主板相连的多个控制按钮，其特征在于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；与漏电检测电路相电连接的零序电流电路和零序电压电路；一与A/D转换电路相电连接的绝缘采样电路；一与所述A/D转换电路、短路判断电路、零序电流电路和零序电压电路分别电连接用于保护处理的CPU(1)，一与CPU(1)连接用作人机界面的CPU(2)，与CPU(2)相电连接的控制按钮电路和受CPU(2)控制的存贮记忆电路和远程控制电路、保护执行电路、显示电路，CPU(1)通过CPU(2)控制保护执行电路，一向各电路供电的直流电源；所述的控制按钮电路与所述的按钮电连接；交流采样电路采集原始信号后，经A/D转换后送入CPU(1)，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)发出控制命令至CPU(2)，由CPU(2)发送控制命令至保护执行电路；零序电流电路将漏电检测电路得到的零序电流信号处理后送入CPU(1)，零序电压电路将漏电检测电路得到的零序电压信号处理后送入CPU(1)，CPU(1)经判断后利用中断方式通知CPU(2)，由CPU(2)发送控制命令至保护执行电路执行保护动作；然后CPU(1)再通过握手方式将各故障类型传给CPU(2)，CPU(2)把此信号传送到显示电路，CPU(2)根据实际需要向存贮记忆电路直接写入故障信息。
2.根据权利要求1所述的矿用高压馈电开关保护器，其特征在于所述的主板还设有网络通讯电路，网络通讯电路由RS-485接口电路构成，所述的网络通讯电路与CPU(2)连接。
3.根据权利要求1所述的矿用高压馈电开关保护器，其特征在于所述的主板还设有计时时钟电路，计时时钟电路与CPU(2)连接。
4.根据权利要求1所述的矿用高压馈电开关保护器，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。
5.根据权利要求1所述的矿用高压馈电开关保护器，其特征在于所述的CPU(1)为89C55。
6.根据权利要求1所述的矿用高压馈电开关保护器，其特征在于所述的CPU(2)为89C55。
专利摘要本实用新型公开了一种矿用高压馈电开关保护器，包括主板、与所述主板相连的多个控制按钮，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；与漏电检测电路相电连接的零序电流电路和零序电压电路；一与A/D转换电路相电连接的绝缘采样电路；一与所述A/D转换电路、短路判断电路、零序电流电路和零序电压电路分别电连接CPU1，一与CPU1连接CPU2，与CPU2相电连接的控制按钮电路和受CPU2控制的存贮记忆电路和远程控制电路、保护执行电路、显示电路，一向各电路供电的直流电源；本实用新型的有益效果采用双CPU结构，人机界面丰富，巡检期短。
文档编号H02H3/08GK2888706SQ200620101388
公开日2007年4月11日 申请日期2006年3月3日 优先权日2006年3月3日
发明者邱云蛟, 费江海 申请人:费江海