本發(fā)明涉及開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種礦用隔爆型饋電開關(guān)保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，在含有爆炸性危險(xiǎn)混合氣體(如甲烷混合物)和煤塵的礦井中，還沒有一種集多種保護(hù)的開關(guān)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種礦用隔爆型饋電開關(guān)保護(hù)裝置，可以選擇作為配電總開關(guān)或分支開關(guān)之用。饋電開關(guān)保護(hù)充分考慮煤礦井下實(shí)際情況，充分利用現(xiàn)有電力系統(tǒng)綜合自動化方面成熟技術(shù)，采用了高性能高可靠性的mcu芯片，應(yīng)用了多項(xiàng)硬件和軟件抗干擾措施，集監(jiān)測、保護(hù)、控制、計(jì)量于一體。提供了短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、負(fù)序保護(hù)、非電量信號等多種保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)一次復(fù)電保護(hù)。保護(hù)利用nrkj380通訊管理機(jī)配合，通過網(wǎng)絡(luò)通訊還可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)集中選線，直接選出接地線路。保護(hù)利用南瑞現(xiàn)有成熟的地面高壓接點(diǎn)閉鎖技術(shù)，具備防止越級跳閘功能。保護(hù)可實(shí)時(shí)采集開關(guān)腔內(nèi)溫度并可提供溫度告警信號，采集電源電壓，監(jiān)視電源負(fù)載能力。保護(hù)可實(shí)時(shí)計(jì)算積分電度，提供線路電度計(jì)量功能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種礦用隔爆型饋電開關(guān)保護(hù)裝置，包括主處理器，還包括與主處理器連接的速斷保護(hù)模塊、過流保護(hù)模塊、過負(fù)荷保護(hù)模塊、負(fù)序保護(hù)模塊、斷相保護(hù)模塊、不平衡保護(hù)模塊、漏電保護(hù)和漏電閉鎖模塊、選擇性漏電保護(hù)模塊、零序過壓保護(hù)模塊，過、欠壓保護(hù)模塊、非電量保護(hù)模塊和瞬時(shí)一次復(fù)電及后加速保護(hù)模塊；

所述的速斷保護(hù)模塊測定電流超過定值且時(shí)間大于整定延時(shí)后，保護(hù)動作出口跳閘；當(dāng)有越級連鎖信號輸入時(shí)，速斷保護(hù)自動識別并增加150ms動作延時(shí)，變成下級保護(hù)的近后備保護(hù)(失靈保護(hù))，以作為下級開關(guān)動作失靈時(shí)，立即跳閘，該功能需在短路保護(hù)定值中將“越級連鎖投退”投入，裝置自動記錄越級連鎖信號發(fā)生時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間；

所述的過流保護(hù)模塊測定電流超過定值且時(shí)間大于整定延時(shí)后，保護(hù)動作出口跳閘；可選配成低壓閉鎖方向電流保護(hù)，即當(dāng)電流超過定值，電壓小于低電壓定值，同時(shí)方向元件滿足條件后，保護(hù)才判斷啟動條件滿足，動作出口跳閘；

所述的過負(fù)荷保護(hù)模塊提供定時(shí)限和反時(shí)限兩種模式；

所述的負(fù)序保護(hù)模塊在系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱故障時(shí)，就會產(chǎn)生很大的負(fù)序分量電流，從而通過測量負(fù)序電流的大小可以判別是否發(fā)生故障；

所述的斷相保護(hù)模塊在斷相保護(hù)投入時(shí)，如果開關(guān)在合位，發(fā)現(xiàn)某相負(fù)荷電流低于欠流定值，斷相保護(hù)經(jīng)延時(shí)動作出口；在負(fù)序電流保護(hù)投入時(shí)，經(jīng)保護(hù)效驗(yàn)后，在保證裝置可靠性情況下，可以退出斷相保護(hù)；

所述的不平衡保護(hù)模塊在不平衡保護(hù)投入時(shí)，如果開關(guān)在合位，發(fā)現(xiàn)一相電流較大或較小時(shí)保護(hù)動作，其判別依據(jù)是，當(dāng)一次電流大于欠流定值時(shí)，如果最大相電流大于最小相的1.6倍，則判別三相電流不平衡，保護(hù)經(jīng)延時(shí)動作出口；在負(fù)序電流保護(hù)投入跳閘時(shí)，經(jīng)效驗(yàn)后，保證裝置可靠性情況下，可退出不平衡；

所述的漏電保護(hù)和漏電閉鎖模塊當(dāng)作為饋電總開關(guān)使用時(shí)，采用附加直流檢測的總漏電保護(hù)，采用外部隔離濾波、軟件積分計(jì)算方法，濾除直流檢測回路的各次交流諧波，當(dāng)總線路發(fā)生漏電或分支線路發(fā)生漏電故障時(shí)間較長時(shí)，漏電保護(hù)動作；

漏電閉鎖用于閉鎖合閘使用，在開關(guān)合閘前或分閘后，保護(hù)裝置檢測開關(guān)由合變分，電流恢復(fù)為0時(shí)，經(jīng)延時(shí)自動切入漏電閉鎖檢測，檢測的絕緣電阻值可以用于液晶顯示，也通過通訊上傳，作為集中選線輔助判據(jù)；

所述的選擇性漏電保護(hù)模塊在開關(guān)作為分開關(guān)使用時(shí)才投入選擇性漏電保護(hù)，如果“分總開關(guān)”壓板投入表示總開關(guān)時(shí)，選擇性漏電保護(hù)自動退出；

所述的零序過壓保護(hù)模塊在當(dāng)線路接地時(shí)，產(chǎn)生不平衡電壓，利用這個(gè)不平衡電壓來判斷線路是否有接地，但該保護(hù)無選擇性，一般可以作為告警信號。在作為總開關(guān)使用時(shí)，也可以選擇延時(shí)跳閘；

所述的非電量保護(hù)模塊的接點(diǎn)信號分為常開和常閉兩種方式：當(dāng)選用常開接點(diǎn)信號接入時(shí)，應(yīng)投入相應(yīng)的接點(diǎn)定值；選用常閉接點(diǎn)信號接入時(shí)，應(yīng)退出相應(yīng)的接點(diǎn)定值；當(dāng)接點(diǎn)信號發(fā)生跳變時(shí)，裝置經(jīng)延時(shí)跳閘出口，顯示相應(yīng)的接點(diǎn)信號動作報(bào)文和動作時(shí)間；

所述的瞬時(shí)一次復(fù)電及后加速保護(hù)模塊在自動復(fù)電時(shí)，合閘前檢查漏電電阻和母線電壓是否正常，經(jīng)復(fù)電延時(shí)(可設(shè)置)，保護(hù)合閘；自動復(fù)電后，自動投入后加速，一旦出現(xiàn)故障，立即加速跳閘。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的主處理器采用高性能32位risccpu芯片pic32mx。。

本申請實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

充分利用現(xiàn)有電力系統(tǒng)綜合自動化方面成熟技術(shù)，采用了高性能高可靠性的mcu芯片，應(yīng)用了多項(xiàng)硬件和軟件抗干擾措施，集監(jiān)測、保護(hù)、控制、計(jì)量于一體。提供了短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、負(fù)序保護(hù)、非電量信號等多種保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)一次復(fù)電保護(hù)。保護(hù)利用nrkj380通訊管理機(jī)配合，通過網(wǎng)絡(luò)通訊還可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)集中選線，直接選出接地線路。保護(hù)利用南瑞現(xiàn)有成熟的地面高壓接點(diǎn)閉鎖技術(shù)，具備防止越級跳閘功能。保護(hù)可實(shí)時(shí)采集開關(guān)腔內(nèi)溫度并可提供溫度告警信號，采集電源電壓，監(jiān)視電源負(fù)載能力。保護(hù)可實(shí)時(shí)計(jì)算積分電度，提供線路電度計(jì)量功能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的速斷保護(hù)模塊邏輯圖；

圖3是本發(fā)明的過流保護(hù)模塊邏輯圖；

圖4是本發(fā)明的過負(fù)荷反時(shí)限模式保護(hù)模塊邏輯圖；

圖5是本發(fā)明的負(fù)序保護(hù)模塊的邏輯圖；

圖6是本發(fā)明的斷相保護(hù)模塊的邏輯圖；

圖7是本發(fā)明的斷相保護(hù)模塊的邏輯圖；

圖8是本發(fā)明的選擇性漏電保護(hù)模塊的邏輯圖；

圖9是本發(fā)明的零序過壓保護(hù)模塊的邏輯圖；

圖10是本發(fā)明的瞬時(shí)一次性復(fù)電邏輯圖；

圖11是本發(fā)明的復(fù)電后加速邏輯圖。

圖中，1、主處理器，2、速斷保護(hù)模塊，3、過流保護(hù)模塊，4、過負(fù)荷保護(hù)模塊，5、負(fù)序保護(hù)模塊，6、斷相保護(hù)模塊，7、不平衡保護(hù)模塊，8、漏電保護(hù)和漏電閉鎖模塊，9、選擇性漏電保護(hù)模塊，10、零序過壓保護(hù)模塊，11、過、欠壓保護(hù)模塊，12、非電量保護(hù)模塊，13、瞬時(shí)一次復(fù)電及后加速保護(hù)模塊。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本實(shí)施例所述的一種礦用隔爆型饋電開關(guān)保護(hù)裝置，包括主處理器1，還包括與主處理器1連接的速斷保護(hù)模塊2、過流保護(hù)模塊3、過負(fù)荷保護(hù)模塊4、負(fù)序保護(hù)模塊5、斷相保護(hù)模塊6、不平衡保護(hù)模塊7、漏電保護(hù)和漏電閉鎖模塊8、選擇性漏電保護(hù)模塊9、零序過壓保護(hù)模塊10、過、欠壓保護(hù)模塊11、非電量保護(hù)模塊12和瞬時(shí)一次復(fù)電及后加速保護(hù)模塊13；

如圖2所示，所述的速斷保護(hù)模塊2測定電流超過定值且時(shí)間大于整定延時(shí)后，保護(hù)動作出口跳閘。根據(jù)需要，也可以選配成低壓閉鎖方向電流保護(hù)，即當(dāng)電流超過定值，電壓小于低電壓定值，同時(shí)方向元件滿足條件后，保護(hù)才判斷啟動條件滿足，動作出口跳閘。

當(dāng)有越級連鎖信號輸入時(shí)，速斷保護(hù)自動識別并增加150ms動作延時(shí)，變成下級保護(hù)的近后備保護(hù)(失靈保護(hù))，以作為下級開關(guān)動作失靈時(shí)，立即跳閘。該功能需在短路保護(hù)定值中將“越級連鎖投退”投入，裝置自動記錄越級連鎖信號發(fā)生時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間；

如圖3所示，所述的過流保護(hù)模塊3測定電流超過定值且時(shí)間大于整定延時(shí)后，保護(hù)動作出口跳閘。根據(jù)需要，也可以選配成低壓閉鎖方向電流保護(hù)，即當(dāng)電流超過定值，電壓小于低電壓定值，同時(shí)方向元件滿足條件后，保護(hù)才判斷啟動條件滿足，動作出口跳閘；

當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，由于電流速斷保護(hù)(無時(shí)限)不能保護(hù)線路全長，因此需要增加帶時(shí)限過電流保護(hù)(也稱限時(shí)速斷保護(hù))，用以保護(hù)線路的其余部分的故障，保護(hù)全線路。作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，其保護(hù)范圍不僅包括線路全長，而且深入到相鄰線路的無時(shí)限保護(hù)區(qū)一部分。帶時(shí)限過電流保護(hù)比下一級線路速斷保護(hù)大了一個(gè)時(shí)限差，因此下一段線路首端發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)不會誤動。

如圖4所示，所述的過負(fù)荷保護(hù)模塊4提供定時(shí)限和反時(shí)限兩種模式；其中反時(shí)限主要是為了適應(yīng)煤礦現(xiàn)在常規(guī)定值整定模式，而定時(shí)限主要作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)使用。建議按躲過最大負(fù)荷整定，正常運(yùn)行時(shí)不起動，在發(fā)生線路故障時(shí)起動，通過時(shí)限來保證動作的選擇性。過負(fù)荷反時(shí)限采用的反時(shí)限保護(hù)采用iec60255標(biāo)準(zhǔn)，其動作方程為：

對于過負(fù)荷保護(hù)，特別是采用反時(shí)限模式時(shí)，需要校驗(yàn)本線路近后備保護(hù)和相鄰線路遠(yuǎn)后備保護(hù)的靈敏系數(shù)，需要考慮時(shí)限的配合問題。由于反時(shí)限整定和效驗(yàn)相對較復(fù)雜，常常容易造成保護(hù)上下級配合不當(dāng)，引發(fā)保護(hù)越級跳閘，建議如果沒有正確進(jìn)行靈敏度效驗(yàn)，請盡量使用定時(shí)限模式。

如圖5所示，所述的負(fù)序保護(hù)模塊5，電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)負(fù)序電流分量很小(接近于零)，而在系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱故障時(shí)，就會產(chǎn)生很大的負(fù)序分量電流，從而通過測量負(fù)序電流的大小可以判別是否發(fā)生故障。

而在井工煤礦中電氣負(fù)荷大部分都是電機(jī)負(fù)荷，一旦出現(xiàn)負(fù)序電流，在電機(jī)空氣隙中建立的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子為兩倍的同步轉(zhuǎn)速，就可能使得轉(zhuǎn)子上電流密度很大的某些部位(如轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)表面等)可能出現(xiàn)局部灼傷，甚至可能使護(hù)環(huán)受熱松脫，急劇增大的負(fù)序電流也可能會使電動機(jī)過熱燒毀。裝置設(shè)有兩段負(fù)序電流保護(hù)，主要針對電動機(jī)斷相、反相、匝間短路及較嚴(yán)重的電壓不對稱。負(fù)序電流反時(shí)限段也可以作為靈敏的不平衡電流保護(hù)。在投入負(fù)序電流保護(hù)時(shí)，可以退出斷相保護(hù)和不平衡保護(hù)。

對只反應(yīng)于信號報(bào)警的，其整定值按照躲開電機(jī)長期允許的負(fù)序電流值和最大負(fù)荷時(shí)負(fù)序過濾器的不平衡電流(均應(yīng)考慮繼電器的返回系數(shù))來確定。一般情況下可取為：i2.dz.＝0.1in。其動作時(shí)限則應(yīng)保證在外部不對稱短路時(shí)動作的選擇性，一般采用3-10s。動作于跳閘的，其整定值應(yīng)按照短時(shí)間允許的負(fù)序電流選擇動作電流時(shí)，一般情況下可取為：i2.dz.＝0.6in。保護(hù)的動作時(shí)限按后備保護(hù)的原則逐級配合，一般取1-5s。；

如圖6所示，所述的斷相保護(hù)模塊6在斷相保護(hù)投入時(shí)，如果開關(guān)在合位，發(fā)現(xiàn)某相負(fù)荷電流低于欠流定值，斷相保護(hù)經(jīng)延時(shí)動作出口；在負(fù)序電流保護(hù)投入時(shí)，經(jīng)保護(hù)效驗(yàn)后，在保證裝置可靠性情況下，可以退出斷相保護(hù)；

如圖7所示，所述的不平衡保護(hù)模塊7在不平衡保護(hù)投入時(shí)，如果開關(guān)在合位，發(fā)現(xiàn)一相電流較大或較小時(shí)保護(hù)動作，其判別依據(jù)是，當(dāng)一次電流大于欠流定值時(shí)，如果最大相電流大于最小相的1.6倍，則判別三相電流不平衡，保護(hù)經(jīng)延時(shí)動作出口；在負(fù)序電流保護(hù)投入跳閘時(shí)，經(jīng)效驗(yàn)后，保證裝置可靠性情況下，可退出不平衡；

所述的漏電保護(hù)和漏電閉鎖模塊8當(dāng)作為饋電總開關(guān)使用時(shí)，采用附加直流檢測的總漏電保護(hù)，采用外部隔離濾波、軟件積分計(jì)算方法，濾除直流檢測回路的各次交流諧波，當(dāng)總線路發(fā)生漏電或分支線路發(fā)生漏電故障時(shí)間較長時(shí)，漏電保護(hù)動作；

漏電閉鎖用于閉鎖合閘使用，在開關(guān)合閘前或分閘后，保護(hù)裝置檢測開關(guān)由合變分，電流恢復(fù)為0時(shí)，經(jīng)延時(shí)自動切入漏電閉鎖檢測，檢測的絕緣電阻值可以用于液晶顯示，也通過通訊上傳，作為集中選線輔助判據(jù)；

如圖8所示，所述的選擇性漏電保護(hù)模塊8在開關(guān)作為分開關(guān)使用時(shí)才投入選擇性漏電保護(hù)，如果“分總開關(guān)”壓板投入表示總開關(guān)時(shí)，選擇性漏電保護(hù)自動退出；

如圖9所示，所述的零序過壓保護(hù)模塊10在當(dāng)線路接地時(shí)，產(chǎn)生不平衡電壓，利用這個(gè)不平衡電壓來判斷線路是否有接地，但該保護(hù)無選擇性，一般可以作為告警信號。在作為總開關(guān)使用時(shí)，也可以選擇延時(shí)跳閘；

所述的非電量保護(hù)模塊12的接點(diǎn)信號分為常開和常閉兩種方式：當(dāng)選用常開接點(diǎn)信號接入時(shí)，應(yīng)投入相應(yīng)的接點(diǎn)定值；選用常閉接點(diǎn)信號接入時(shí)，應(yīng)退出相應(yīng)的接點(diǎn)定值；當(dāng)接點(diǎn)信號發(fā)生跳變時(shí)，裝置經(jīng)延時(shí)跳閘出口，顯示相應(yīng)的接點(diǎn)信號動作報(bào)文和動作時(shí)間；

如圖10、11所示，所述的瞬時(shí)一次復(fù)電及后加速保護(hù)模塊13在自動復(fù)電時(shí)，合閘前檢查漏電電阻和母線電壓是否正常，經(jīng)復(fù)電延時(shí)(可設(shè)置)，保護(hù)合閘；自動復(fù)電后，自動投入后加速，一旦出現(xiàn)故障，立即加速跳閘。

其中，在本實(shí)施例中，所述的主處理器1采用高性能32位risccpu芯片pic32mx。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。