基于注入信號法的礦井漏電保護裝置的制作方法

本實用新型涉及礦井漏電保護裝置，特別是涉及一種基于注入信號法的礦井漏電保護裝置。

背景技術：

安全可靠的漏電保護裝置對礦井的安全穩定運行具有重要意義。煤礦供電環境相對比較惡劣，發生漏電故障時，如果不及時切除故障線路很容易引起火災或者爆炸等危險事故。現有的一些礦井漏電保護裝置抗干擾性差、錯選率高、穩定性差、可靠性低，且不能實時監測供電系統的運行信息，也不能很好的將系統運行信息反饋給工作人員，因此不利于工作人員對供電系統的及時維護，更不利于故障時對故障線路的及時判斷，生產安全不能得到可靠保證。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種基于注入信號法的礦井漏電保護裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種基于注入信號法的礦井漏電保護裝置，包括零序電壓信號采集模塊、三相電壓信號采集模塊、電壓互感器、濾波電路、繼電器動作模塊、注入信號源模塊、故障線路切除模塊、遠方保護模塊、STC15F2K60S2微控制器、RS485通信模塊、反饋模塊、報警模塊、液晶顯示單元、按鍵單元、電源系統。

所述零序電壓信號、三相電壓采集模塊對系統零序電壓以及各線路三相電壓進行實時采集。

所述零序電壓信號、三相電壓采集模塊通過電壓互感器變換后，經濾波電路送至STC15F2K60S2微控制器進行處理。

所述STC15F2K60S2微控制器控制繼電器動作，繼電器動作模塊的一個輸出端接注入信號源模塊，控制注入信號源向系統注入診斷信號，注入信號源輸出端接反饋模塊，反饋模塊及時反饋注入信號信息，從而調整注入信號的幅值，使其基本工作在恒流源狀態，繼電器動作模塊的另一個輸出端接故障線路切除模塊，用來及時切除故障線路。

所述基于分散保護原理的遠方保護模塊與STC15F2K60S2微控制器連接，通過各條線路出線處的電流確定故障線路。

所述系統的正常運行狀態、故障狀態、注入信號源工作狀態、裝置異常狀態皆通過報警模塊的LED燈進行顯示，當系統出現故障及系統運行異常，報警模塊的蜂鳴器發出報警。

所述液晶顯示單元通過串行通信方式與STC15F2K60S2微控制器連接，實時顯示系統的運行信息。

所述按鍵模塊由5個獨立的按鍵組成，分別接STC15F2K60S2微控制器的I/O引腳。

所述RS485通信模塊采用SP485作為收發器，通過高速異步串行通信方式與STC15F2K60S2微控制器連接。

采用如上技術方案取得的有益技術效果為：本實用新型以STC15F2K60S2微控制器為核心，實時監測系統的運行信息，實時進行人機交互，利于工作人員及時對供電系統進行維護，提高了工作人員排除故障的效率。

本實用新型注入信號源模塊負責向系統注入故障診斷信號，遠方保護模塊通過檢測線路出線處的電流信號來確定故障線路，反饋模塊及時反饋注入信號的信息來調節注入信號的幅值，這三部分協調工作，緊密合作，保證了可靠準確快速地進行故障選線。

本實用新型在RS485通信電路與微控制器之間的連接，均采用高速光電耦合器隔離，防止外界噪聲對內部系統造成干擾。

本實用新型采用STC15F2K60S2微控制器控制各個功能模塊的運行，實現了電壓檢測、注入信號發生、注入信號投切、故障線路切除的控制一體化，該微型控制器內部集成高精度的R/C時鐘、高速ADC、大容量的程序存儲器，省掉外部設備，降低了成本。

附圖說明

圖1為本實用新型系統原理示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參閱圖1，本實用新型提供一種技術方案：一種基于注入信號法的礦井漏電保護裝置，包括零序電壓信號采集模塊、三相電壓信號采集模塊、電壓互感器、濾波電路、繼電器動作模塊、注入信號源模塊、故障線路切除模塊、遠方保護模塊、STC15F2K60S2微控制器、RS485通信模塊、反饋模塊、報警模塊、液晶顯示單元、按鍵單元、電源系統。

零序電壓信號、三相電壓信號采集模塊對系統零序電壓以及各線路三相電壓進行實時采集，并將系統運行信息通過液晶屏實時顯示，供工作人員巡視查看，且STC15F2K60S2微控制器將系統運行信息通過RS485通信單元發送給上位機供值班人員查看，及時了解當前系統運行狀態，也利于后續調取運行信息進行供電系統的運行狀態分析，便于采取方案進行供電系統的維護。

系統根據實時監測系統的零序電壓判斷是否出現單相接地故障，當判斷出系統出現故障，報警模塊的LED燈一直閃爍，同時蜂鳴器發出報警，及時通知工作人員，LED燈指示注入信號源是否處于工作狀態，液晶顯示單元實時顯示系統處于故障狀態下的運行信息，方便工作人員查看，及時采取措施進行故障消除。

進一步地漏電保護裝置通過采集的各線路的三相電壓判斷出故障相，然后STC15F2K60S2微控制器發出信號驅動繼電器動作，繼電器控制注入信號源通過故障相向系統注入故障診斷信號，同時反饋模塊及時反饋注入故障診斷信號的信息，及時調節注入信號的幅值，使注入信號源基本工作在恒流源狀態。

這時遠方保護單元收到STC15F2K60S2微控制器的信號同時啟動故障線路判斷模式，遠方保護單元通過采集線路出線處的電流信號，提取故障診斷頻率的信號，通過幅值比較判斷出故障線路，同時將結果發送給微控制器，STC15F2K60S2微控制器發出信號驅動繼電器動作，控制故障線路切除模塊及時切除故障線路，此時故障消除。

以上便是該實用新型的具體實施方式。

本實用新型以STC15F2K60S2微控制器為核心，使各個功能模塊協調運行，各個模塊的協調運行不僅可以實現快速準確的故障選線，而且可以及時向工作人員反饋供電系統的運行信息，及時采取維護方案對供電系統進行維護。本漏電裝置抗干擾能力強，保證了選線的可靠性，且性價比比較高，便于漏電保護裝置的大量普及，有很好的市場應用前景。

盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。