礦用智能低壓保護器制造技術

一種礦用智能低壓保護器，通信模塊、測量單元、控制邏輯單元、JATA接口模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、實時時鐘模塊、光電隔離模塊均與主控模塊連接；電源模塊的輸出端連接絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸入端，絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸出端連接光電隔離模塊；開關量輸入模塊與繼電保護輸出模塊的輸出端均連接光電隔離模塊，主控模塊采用STM32F103VG芯片，本實用新型專利技術可以按照一定的優先級將各個功能模塊進行任務管理，有效規避了由于井下電壓等級和設備容量的提升、供電距離的增加，帶來的饋電開關故障保護動作實時性低，可靠性、穩定性差等問題，為礦井低壓電網安全可靠的運行提供了有力保障。

Mine intelligent low voltage protector

【技術實現步驟摘要】
礦用智能低壓保護器
本技術涉及一種礦用保護器，具體是一種礦用智能低壓保護器，屬于礦井安全供電

技術介紹
礦井低壓供電的安全主要依賴于饋電開關保護，饋電開關是礦井低壓供電系統中非常重要的電氣設備，其主要功能是實現井下電網的故障檢測與保護。為滿足井下低壓電網安全、連續、可靠供電的要求，提高保護裝置的性能是十分必要的。一般礦井低壓保護器采用單片機做主控單元，裸跑對各任務輪詢執行，CPU利用率低，系統響應速度不夠及時。隨著井下電壓等級和設備容量的提升，供電距離的增加，傳統饋電開關故障保護動作靈敏度低，可靠性、穩定性差等問題越發突出。
技術實現思路
針對上述現有技術存在的問題，本技術提供一種礦用智能低壓保護器，保障系統的可靠性和穩定性，采用嵌入式操作系統，提高故障保護動作實時性。為了實現上述目的，本技術采用的技術方案是：一種礦用智能低壓保護器，包括用來控制執行結果輸出的主控模塊，還包括用來與外部設備信息交換的通信模塊、用來對電網參數進行測量與采集的測量單元、用來保護電路參數的控制邏輯單元、對數據進行下載的JATA接口模塊、對采集的數據進行存儲的數據存儲模塊、用來完成人機交互的顯示模塊、供精確實時時間的實時時鐘模塊以及實現輸入與輸出信號的光電隔離模塊，所述通信模塊、測量單元、控制邏輯單元、JATA接口模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、實時時鐘模塊、光電隔離模塊均與主控模塊連接；電源模塊的輸出端連接絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸入端，絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸出端連接光電隔離模塊；開關量輸入模塊與繼電保護輸出模塊的輸出端均連接光電隔離模塊。主控模塊采用的是STM32F103VG芯片。通信模塊采用RS485通訊接口，加入了抗干擾設計，有較好的共模抑制能力，能很好的抑制外部高頻的干擾。絕緣采樣模塊的電源采用抗干擾設計，采用金升陽隔離DC/DC模塊電源，可以抑制電流突變，削弱電網浪涌，保障絕緣檢測的穩定、可靠。采樣芯片為STC15W401S芯片。顯示模塊采用LCD12864屏。實時時鐘模塊采用高精度時鐘芯片DS3231，時鐘芯片DS3231內置晶振且有內部溫度補償，誤差不大于一分鐘。本技術提供一種礦用智能低壓保護器，其通信模塊、測量單元、控制邏輯單元、JATA接口模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、實時時鐘模塊、光電隔離模塊均與主控模塊連接；電源模塊的輸出端連接絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸入端，絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸出端連接光電隔離模塊；開關量輸入模塊與繼電保護輸出模塊的輸出端均連接光電隔離模塊，主控模塊采用STM32F103VG芯片，本技術可以按照一定的優先級將各個功能模塊進行任務管理，有效規避了由于井下電壓等級和設備容量的提升、供電距離的增加，帶來的饋電開關故障保護動作實時性低，可靠性、穩定性差等問題，為礦井低壓電網安全可靠的運行提供了有力保障。附圖說明圖1是本技術的結構框圖。具體實施方式下面結合附圖對本技術作進一步說明。如圖1所示，一種礦用智能低壓保護器，包括用來控制執行結果輸出的主控模塊，還包括用來與外部設備信息交換的通信模塊、用來對電網參數進行測量與采集的測量單元、用來保護電路參數的控制邏輯單元、對數據進行下載的JATA接口模塊、對采集的數據進行存儲的數據存儲模塊、用來完成人機交互的顯示模塊、供精確實時時間的實時時鐘模塊以及實現輸入與輸出信號的光電隔離模塊，主控模塊采用的是STM32F103VG芯片；通信模塊采用RS485通訊接口；電源模塊采用DC/DC電源模塊；采樣芯片為STC15W401S芯片；顯示模塊采用LCD12864屏；實時時鐘模塊采用高精度時鐘芯片DS3231，DS3231內置晶振且有內部溫度補償；所述通信模塊、測量單元、控制邏輯單元、JATA接口模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、實時時鐘模塊、光電隔離模塊均與主控模塊連接；電源模塊的輸出端連接絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸入端，絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸出端連接光電隔離模塊；開關量輸入模塊與繼電保護輸出模塊的輸出端均連接光電隔離模塊。本技術硬件以STM32F103VG芯片為核心的嵌入式硬件平臺，軟件采取Rt_Thread嵌入式實時操作系統，通信模塊由RS485集成通訊模塊TD301D485H-A(隔離)構成，構建了RS485通訊接口，完成本裝置與外部設備的信息交互，可以通過RS485與外部建立聯系；由采樣芯片對互感器上的信號進行實時監測和處理，經過LM358放大電氣隔離模塊，成為符合主控模塊要求的電壓信號并接入主控模塊的輸入端口；絕緣采樣模塊的電源采用抗干擾設計，采用金升陽隔離DC/DC模塊電源，供給絕緣采樣模塊和采樣芯片STC15W401S，保障信號采集的可靠、穩定，采樣芯片的輸出信號通過RS232經由高速光電耦合器6N137輸出，傳輸給系統主控模塊的輸入端口，實現信號的電氣隔離；繼電保護輸出模塊的參數設定與開關量輸入模塊有關，為提高主控模塊的驅動能力和處理器電路的穩定性和準確性，開關輸入模塊采用PC817光電隔離來實現輸入與輸出信號的隔離；顯示模塊為實現保護裝置的運行狀態顯示，采用LCD12864屏并行接口通訊方式；實時時鐘模塊采用高精度時鐘芯片DS3231，時鐘芯片DS3231內置晶振且有內部溫度補償，誤差可做到1分鐘；測量單元用來對電網參數進行測量與采集，主要完成對三相電壓、零序電壓、系統電壓、三相電流、零序電流、供電線路絕緣電阻、饋電開關腔內溫度和8路開關輸入量的數據采集；控制邏輯單元用來保護電路參數，主要包短路、過載、漏電閉鎖、選擇性漏電保護、斷相、三相不平衡、欠壓、過壓、風電、瓦斯、溫度等保護控制邏輯；本技術執行的任務主要有對液晶顯示器LCD的刷新、鍵盤和互感器掃描、故障的處理與數據的傳輸等，操作系統通過信號量、消息隊列、事件等同步對象來完成系統任務間的通信和同步，為此各任務的實現還需編寫供RT_Thread操作系統調用的應用程序、功能函數和數據處理算法等。本技術的保護器啟動后，經過初始化開始運行，啟動操作系統的硬件定時器并創建相應的系統任務，然后按系統設定的優先級進行個任務的執行，可以提高系統的可靠性和穩定性，采用嵌入式操作系統，提高故障保護動作實時性。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種礦用智能低壓保護器，包括用來控制執行結果輸出的主控模塊，其特征在于，還包括用來與外部設備信息交換的通信模塊、用來對電網參數進行測量與采集的測量單元、用來保護電路參數的控制邏輯單元、對數據進行下載的JATA接口模塊、對采集的數據進行存儲的數據存儲模塊、用來完成人機交互的顯示模塊、供精確實時時間的實時時鐘模塊以及實現輸入與輸出信號的光電隔離模塊，所述通信模塊、測量單元、控制邏輯單元、JATA接口模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、實時時鐘模塊、光電隔離模塊均與主控模塊連接；電源模塊的輸出端連接絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸入端，絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸出端連接光電隔離模塊；開關量輸入模塊與繼電保護輸出模塊的輸出端均連接光電隔離模塊。/n

【技術特征摘要】
1.一種礦用智能低壓保護器，包括用來控制執行結果輸出的主控模塊，其特征在于，還包括用來與外部設備信息交換的通信模塊、用來對電網參數進行測量與采集的測量單元、用來保護電路參數的控制邏輯單元、對數據進行下載的JATA接口模塊、對采集的數據進行存儲的數據存儲模塊、用來完成人機交互的顯示模塊、供精確實時時間的實時時鐘模塊以及實現輸入與輸出信號的光電隔離模塊，所述通信模塊、測量單元、控制邏輯單元、JATA接口模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、實時時鐘模塊、光電隔離模塊均與主控模塊連接；電源模塊的輸出端連接絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸入端，絕緣采樣模塊和采樣芯片的輸出端連接光電隔離模塊；開關量輸入模塊與繼電保護輸出模塊的輸出端均連接光電隔離模塊。


2.根據權利要求1所述的礦用智...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王雨，經雪園，孟獻儀，張歡，王青松，
申請(專利權)人：江蘇廣識電氣有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32