礦用開關(guān)運行工況監(jiān)測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于礦區(qū)供電安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦用開關(guān)運行工況監(jiān)測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]礦用開關(guān)是礦井的關(guān)鍵電氣設(shè)備，它肩負著對礦區(qū)電網(wǎng)的保護和控制任務(wù)，其可靠性直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。在礦區(qū)電網(wǎng)正常運行時，對井下各種負荷進行分、合閘操作，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)；在礦區(qū)電網(wǎng)發(fā)生故障時，自動識別和隔離故障區(qū)段，方便快速檢修和排除故障，保證設(shè)備和系統(tǒng)的安全性。
[0003]礦用開關(guān)作為礦區(qū)電網(wǎng)的核心設(shè)備，在保證煤礦安全生產(chǎn)方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。許多礦用開關(guān)配備了先進的漏電保護、短路保護、欠壓保護等保護功能，但由于自身出現(xiàn)的故障或缺陷未能及時發(fā)現(xiàn)，使得這些保護功能無法執(zhí)行。因此，實時、準確了解和掌握礦用開關(guān)自身的工作狀態(tài)、絕緣性能、缺陷部位等信息，是礦用開關(guān)能否切實起到保護、控制電網(wǎng)作用的基礎(chǔ)和根本。在掌握了礦用開關(guān)自身“健康”信息的基礎(chǔ)上，可提高檢修的針對性，使開關(guān)的檢修由計劃檢修模式轉(zhuǎn)化為狀態(tài)檢修模式，從而大大節(jié)省檢修的費用及時間。
[0004]目前礦用開關(guān)不具備對自身進行實時監(jiān)控、實時測量的功能，只能是采取定期檢修的方式，檢修時首先停電，通過相關(guān)的測試設(shè)備測試開關(guān)性能參數(shù)，具體詳細的分析診斷基本上由實驗員離線完成，準確性和效率較低，容易導(dǎo)致“該修未修”和開關(guān)長期帶“病”運行，成為電網(wǎng)的一大安全隱患。還有一種做法是在開關(guān)已經(jīng)發(fā)生故障，無法正常分、合閘時將其更換，此時已對電網(wǎng)的安全運行造成了直接的傷害。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種礦用開關(guān)運行工況監(jiān)測電路，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便，操作簡單、安全，抗干擾性能好，功能完備，能夠保障礦區(qū)電網(wǎng)安全可靠的運行，實用性強，便于推廣使用。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種礦用開關(guān)運行工況監(jiān)測電路，其特征在于:包括PLC模塊和運行工況指示單元，所述運行工況指示單元包括分閘狀態(tài)指示燈、合閘狀態(tài)指示燈、動作時間異常聲光報警器、溫度異常聲光報警器和絕緣異常聲光報警器，所述PLC模塊的開關(guān)量輸入端口上接有用于檢測礦用開關(guān)的合閘時間與分閘時間的開關(guān)動作時間檢測電路、用于檢測礦用開關(guān)觸點的分與合狀態(tài)的開關(guān)觸點狀態(tài)檢測電路、用于檢測礦用開關(guān)觸點的溫度的開關(guān)觸點溫度檢測電路和用于檢測礦用開關(guān)觸點的絕緣狀況的開關(guān)絕緣狀態(tài)檢測電路，所述開關(guān)動作時間檢測電路的輸入端與設(shè)置在礦用開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的電壓互感器的二次輸出線圈和開關(guān)常開輔助觸點相接，所述開關(guān)觸點狀態(tài)檢測電路的輸入端與設(shè)置在礦用開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的開關(guān)常閉輔助觸點相接，所述開關(guān)觸點溫度檢測電路的輸入端與設(shè)置在礦用開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的溫度傳感器的輸出端相接，所述開關(guān)絕緣狀態(tài)檢測電路的輸入端與設(shè)置在礦用開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的零序電流互感器的二次輸出線圈相接；所述PLC模塊的開關(guān)量輸出端口上接有用于控制分閘狀態(tài)指示燈通斷電的分閘狀態(tài)指示繼電器、用于控制合閘狀態(tài)指示燈通斷電的合閘狀態(tài)指示繼電器、用于控制動作時間異常聲光報警器通斷電的動作時間異常指示繼電器、用于控制溫度異常聲光報警器通斷電的溫度異常指示繼電器和用于控制絕緣異常聲光報警器通斷電的絕緣異常指示繼電器，所述分閘狀態(tài)指示繼電器串聯(lián)在分閘狀態(tài)指示燈的供電回路中，所述合閘狀態(tài)指示繼電器串聯(lián)在合閘狀態(tài)指示燈的供電回路中，所述動作時間異常指示繼電器串聯(lián)在動作時間異常聲光報警器的供電回路中，所述溫度異常指示繼電器串聯(lián)在溫度異常聲光報警器的供電回路中，所述絕緣異常指示繼電器串聯(lián)在絕緣異常聲光報警器的供電回路中。
[0007]上述的礦用開關(guān)運行工況監(jiān)測電路，其特征在于:所述開關(guān)動作時間檢測電路包括橋式整流器DB107、電壓比較器LU和觸發(fā)器74LS74，所述橋式整流器DB107的一個交流輸入端通過電阻Rl與所述電壓互感器的二次輸出線圈的一端相接，所述橋式整流器DB107的另一個交流輸入端通過電阻R2與所述電壓互感器的二次輸出線圈的另一端相接，所述橋式整流器DB 107的正極電壓輸出端與負極電壓輸出端之間接有并聯(lián)的電容Cl和電阻R3，所述橋式整流器DB107的負極電壓輸出端接地；所述電壓比較器LU的反相輸入端通過電阻R4與所述橋式整流器DB107的正極電壓輸出端相接，且通過電阻R5與+5V電源的輸出端相接，所述電壓比較器LU的同相輸入端通過電阻R6接地；所述觸發(fā)器74LS74的VCC引腳、Dl引腳和D2引腳均與+5V電源的輸出端相接，所述觸發(fā)器74LS74的CLKl引腳與所述電壓比較器LU的輸出端相接，所述觸發(fā)器74LS74的-Ql引腳、CLK2引腳和CLR2引腳均通過接線端子AINl與設(shè)置在礦用開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的開關(guān)常開輔助觸點相接，所述觸發(fā)器74LS74的CLRl引腳和Q2引腳相接且為開關(guān)動作時間檢測電路的輸出端OUT1，所述開關(guān)動作時間檢測電路的輸出端OUTl通過電阻R7與+5V電源的輸出端相接，且通過電阻R8接地，所述觸發(fā)器74LS74的GND引腳接地。
[0008]上述的礦用開關(guān)運行工況監(jiān)測電路，其特征在于:所述開關(guān)觸點狀態(tài)檢測電路包括光電耦合器4N25，所述光電耦合器4N25的第I引腳通過電阻R9和接線端子AIN2與設(shè)置在礦用開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的開關(guān)常閉輔助觸點相接，所述光電耦合器4N25的第2引腳和第4引腳均接地，所述光電耦合器4N25的第5引腳為開關(guān)觸點狀態(tài)檢測電路的輸出端0UT2，且通過電阻R1與+5V電源的輸出端相接。
[0009]上述的礦用開關(guān)運行工況監(jiān)測電路，其特征在于:所述溫度傳感器為溫度傳感器芯片AD590，所述開關(guān)觸點溫度檢測電路包括運算放大器Al，所述溫度傳感器芯片AD590的正極與+5V電源的輸出端相接，所述溫度傳感器芯片AD590的負極通過電阻Rll接地，所述運算放大器Al的同相輸入端與所述溫度傳感器芯片AD590的負極相接，所述運算放大器Al的反相輸入端與輸出端相接且為開關(guān)觸點溫度檢測電路的輸出端0UT3。
[0010]上述的礦用開關(guān)運行工況監(jiān)測電路，其特征在于:所述開關(guān)絕緣狀態(tài)檢測電路包括放大偏置電路和與放大偏置電路相接的電壓跟隨器電路，所述放大偏置電路由運算放大器A2、電阻R13、電阻R15和滑動變阻器RW組成，所述運算放大器A2的反相輸入端通過電阻R13與所述零序電流互感器的二次輸出線圈的一端相接，所述零序電流互感器的二次輸出線圈的另一端接地，所述零序電流互感器的二次輸出線圈的兩端之間接有電阻R12，所述運算放大器A2的同相輸入端與滑動變阻器RW的滑動端相接，所述滑動變阻器RW的一個固定端與+5V電源的輸出端相接，所述滑動變阻器RW的另一個固定端接地，所述電阻R15接在運算放大器A2的反相輸入端與輸出端之間；所述電壓跟隨器電路由運算放大器A3、電阻R16、電阻R17和電容C2組成，所述運算放大器A3的同相輸入端通過電阻R16與運算放大器A2的輸出端相接，且通過電容C2接地，所述運算放大器A3的反相輸入端和輸出端均與電阻R17的一端相接，所述電阻R17的另一端為開關(guān)絕緣狀態(tài)檢測電路的輸出端0UT4。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0012]1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便。
[0013]2、本實用新型通過對礦用開關(guān)觸點分閘狀態(tài)、合閘狀態(tài)、分閘時間、合閘時間、觸點溫度、觸點絕緣等狀態(tài)信息的采集，并通過運行工況指示單元實時給出礦用開關(guān)的各項狀態(tài)指標，避免了檢修的盲目性，提高了礦用開關(guān)運行的可靠性和完好性。
[0014]3、本實用新型的抗干擾性能好，不易出現(xiàn)死機現(xiàn)象，操作簡單、安全，特別適用于礦井的惡劣環(huán)境。
[0015]4、本實用新型有助于及時發(fā)現(xiàn)礦用開關(guān)的早期故障隱患，能夠保障礦區(qū)電網(wǎng)安全可靠的運行，實用性強，推廣應(yīng)用價值高。
[0016]綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便，