专利名称：煤矿用馈电开关检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿设备技术领域，提供了 一种煤矿用馈电开关检测装置。
背景技术：
矿用馈电开关适用于含有瓦斯或煤尘等爆炸危险环境的矿井中，作为配电开关使用，是煤矿井下配电系统的关键设备，其性能好坏直接影响着煤矿井下的产安全和生产效率。而我国目前大部分矿井馈电开关仍然是早期非智能化产品，低压供电系统中使用着空气式馈电开关智能化保护系统，只有电磁式瞬时动作过流继电器，无法对负荷的过载、断相进行保护，不对称短路保护范围小，灵敏度低。且具体体现在以下几个方面1.安全性、可靠性不能满足要求。传统的井下采区变电站大多数采用常规的设备，尤其是二次设备中的继电保护和自动装置、远动装置等采用电磁型或晶体管式，结构复杂，可靠性不高，本身又没有故障自诊断的能力。2.不适应煤矿电力系统快速计算和实时控制的要求。传统的井下变电站或馈电开关，一次系统的运行工况，由于运动功能不全，一些遥测、遥信无法实时送到调度中心；而且参数采集不齐，不准确。井下变电站本身又缺乏自动控制和遥控手段，因此无法进行实时控制，不利于煤矿电力系统的安全稳定运行。3.工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动化水平。常规的保护装置和自动装置易受工作环境温度影响，其整定值必须定期停电校验，工作量大，也无法实现远方修改保护或自动装置的定值。4.虽然部分馈电开关电参量检测运算已采用微处理器如51系列和96系列。但随着电力系统对实时性，数据量和计算要求的不断提高，这些器件在计算能力方面已不能很好地适应电力系统的要求。存储空间小，运算速度慢，难以短时间内完成大量的数据处理运算，不能满足电力系统高实时性的要求。致使实时监控和先进算法受到限制。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种自动化程度高，处理速度快的一种煤矿用馈电开关检测装置。本实用新型为了实现上述目的采用以下技术方案一种煤矿用馈电开关检测装置，其特征在于包括测控模块和管理模块，双口RAM，所述测控模块和管理模块通过双口 RAM连接进行数据交互；所述测控模块包括顺序连接的互感器单元、预处理电路单元、A/D转换器、DSP处理器，还包括开关量输入单元，开关量输出单元和光电隔离模块，所述开关量输入单元和开关量输出单元与DSP处理器通过光电隔离模块连接；所述管理模块包括DSP处理器，均与DSP处理器连接的显示器，键盘，RS-485通讯接口。[0013]上述方案中，所述互感器单元包括HDC-20LB型霍尔电流传感器和HNV400T型霍尔电压传感器。上述方案中，所述A/D转换器采用MMl25型号。上述方案中，还包括锁相环电路，所述锁相环电路与预处理电路单元、A/D转换器、DSP处理器连接。本实用新型具有以下有益效果一、馈电装置采用DSP(TMS320LF2407)专门对电网电参量的实时处理，使装置的数据处理能力大大加强。全波傅里叶算法具有很强的滤波能力，适用于基波或各种高次谐波周期量采集。半波傅立叶算法可在低压电网发生短路情况时运用，保证馈电保护的实时性。二、采用双口 RAM对双DSP进行数字通信，利用共享式存储器，允许多CPU同时访问存储器，大大提高了通信效率，而且对CPu没有过多的要求，特别适合异种CPU之间的异步高速系统，简化了电路，利于软件的实现。
图1为本实用新型系统方框图。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步的说明本实用新型提供了煤矿用馈电开关检测装置，包括测控模块和管理模块，双口RAM，所述测控模块和管理模块通过双口 RAM连接进行数据交互；所述测控模块包括顺序连接的互感器单元、预处理电路单元、A/D转换器、DSP处理器，还包括开关量输入单元，开关量输出单元和光电隔离模块，所述开关量输入单元和开关量输出单元与DSP处理器通过光电隔离模块连接；所述管理模块包括DSP处理器，均与DSP处理器连接的显示器，键盘，RS-485通讯接口。互感器单元包括用于采集电压信号的电压互感器和采集电流信号的电流互感器，其型号采用HDC-20LB型霍尔电流传感器和HNV400T型霍尔电压传感器。预处理电路单元主要功能有，一是将取自电力互感器(CT和PT)的电流、电压信号经过适当变换，使之与模数转换器的输入范围一致；二是与外部电气设备进行隔离，提高系统的抗干扰能力。信号变换和低通滤波处理，从电力电压互感器和电流互感器二次侧出来的电压、电流信号分别为110V、1A，其幅值远远超过电子元器件的允许值，因此对电力电压互感器和电流互感器的输出信号通过传感器进行比例变换，再进行放大和隔离，确保采集的数据量准确，可靠。开关量输入、输出本装置共有十个开关输入量，八个开关输出量。开关输入量主要完成监视各种开关状态(如断路器的位置、接地刀位置、手动合闸、手动分闸等)、保护动作情以及装置的故障报警功能。八个开关量输出控制8个继电器的动作，其中包括一个合闸继电器、一个分闸继电器、四个信号继电器以及两个闭锁继电器。开关量为数字信号，DSP处理器通过I/O输入输出。[0027]DSP芯片TMS320F2407，为是3. 3V的低压微电流信号，所控制对象馈电开关为强电器件，两者在电平范围和驱动能力的要求上存在很大差异。因此输出通道的主要任务是将小信号转换为大功率的输出信号，满足驱动要求。另外，为了防止断路器对微机系统的反馈干扰，出口通道还要进行隔离。本装置采用光电耦合器和继电器相结合的办法实现微机系统和断路器之间的隔离。数模转换电路A/D转换是控制系统中的必备重要环节，其转换精度决定了整个控制系统性能的优劣。虽然TMS320LF2407 DSP内置10位高速A/D模块，但该模块存在以下缺点，只能接收0 3. 3V的单极性信号输入。对于交流信号需要另外设计限幅抬压电路；同一排序器内各通道串扰严重；10位的转换精度难以满足高性能系统的要求。本课题选用Maxim公司的14位高速A/D芯MAX125作为外部模数转换器。DSP 处理器采用 DSP 芯片 TMS320F2407。键盘与液晶显示单元键盘电路实现以下功能a.各开关量原始状态的设定；b.各模拟量限值和死区的设定；c.继电保护和自动装置整定值表的修改d.画面的修改；e.各种表格的修改；f.各种表格、画面、参数的召唤调出显示；h.报警的确认和解除。液晶显示单元为测量参数显示，包括电网正常状态的测量参数和故障状态的测量参数。在正常状态时，显示的模拟量有三相电流、电压及有功和无功功率、断路器有关触头的位置信号及故障状态显示等。在通信方式上，由于RS-485通信接121的传输距离远、连线少，采用差分信号进行传输，最大传输距离可以达到1. 2km，以MAX485为转换器最大可连接32个驱动器和收发器，接收器最小灵敏度可达4-200 mV，最大传输速率可达2. 5Mb / S。根据煤矿生产的特点，在点对多和DSP与PC机的通信均采用RS-485总线方式。
权利要求1.一种煤矿用馈电开关检测装置，其特征在于包括测控模块和管理模块，双口 RAM，所述测控模块和管理模块通过双口 RAM连接进行数据交互； 所述测控模块包括顺序连接的互感器单元、预处理电路单元、A/D转换器、DSP处理器，还包括开关量输入单兀，开关量输出单兀和光电隔尚模块，所述开关量输入单兀和开关量输出单元与DSP处理器通过光电隔离模块连接； 所述管理模块包括DSP处理器，均与DSP处理器连接的显示器，键盘，RS-485通讯接口。
2.根据权利要求1所述的煤矿用馈电开关检测装置，其特征在于所述互感器单元包括HDC-20LB型霍尔电流传感器和HNV400T型霍尔电压传感器。
3.根据权利要求1所述的煤矿用馈电开关检测装置，其特征在于所述A/D转换器采用MAX125型号。
4.根据权利要求1所述的煤矿用馈电开关检测装置，其特征在于还包括锁相环电路，所述锁相环电路与预处理电路单元、A/D转换器、DSP处理器连接。
专利摘要本实用新型涉及煤矿设备技术领域，提供了煤矿用馈电开关检测装置。其主旨在于解决现有馈电开关处理能力弱，自动化程度低等问题。其包括测控模块和管理模块，双口RAM，所述测控模块和管理模块通过双口RAM连接进行数据交互；所述测控模块包括顺序连接的互感器单元、预处理电路单元、A/D转换器、DSP处理器，还包括开关量输入单元，开关量输出单元和光电隔离模块，所述开关量输入单元和开关量输出单元与DSP处理器通过光电隔离模块连接；所述管理模块包括DSP处理器，均与DSP处理器连接的显示器，键盘，RS-485通讯接口。本实用新型用作煤矿馈电开关。
文档编号G01R31/327GK202837498SQ20122053698
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者潘开方, 陈镜汉, 卢建波, 彭玉慧 申请人:重庆飞尔达机械有限责任公司