[发明专利]一种长距离矿井巷道低压供电设备短路辅助保护装置

摘要

一种长距离矿井巷道低压供电设备短路辅助保护装置，属于煤矿井下供电技术领域，其特征在于整套装置由始端监控单元和终端监控单元两部分组成，所述终端监控单元能够实时检测短路故障，并通过数据传输将信息传送至始端监控单元，从而控制始端监控单元快速地、准确地切断故障电路供电电源。该装置具有安全性高、可靠性强、快速性好等优点，适用于煤矿井下多种低压等级供电设备长距离巷道供电的短路辅助保护。

主权项

一种长距离矿井巷道低压供电设备短路辅助保护装置，其特征在于是一种能够实时检测和判断短路故障，在照明综合保护装置或磁力起动器等低压供电装置短路保护灵敏度不足或失效后，准确和快速地切断故障电路供电电源的保护装置，该保护装置由终端监控单元和始端监控单元组成，所述终端监控单元安装在低压供电线路的末端，实时检测故障并及时传输信息给始端监控单元，所述始端监控单元安装在照明综合保护装置或磁力起动器等低压供电装置壳体内，所述始端监控单元实时接收和判断终端监控单元发送来的信息，及时准确地切断故障电路供电电源，所述终端监控单元由故障检测电路和单片机处理电路组成，其中所述的故障检测电路由三相1140V交流输入电压接线端（A1）、（B1）和（C1）、三相660V交流输入电压接线端（A2）、（B2）和（C2）、三相127V交流输入电压接线端（A3）、（B3）和（C3）、三档位切换开关（S1）、1号变压器（T1）、2号变压器（T2）、3号变压器（T3）、整流二极管（D1）、（D2）和（D3）、1号变压器输出端滤波电阻（R1）和1号变压器输出端滤波电容（C1）、2号变压器输出端滤波电阻（R2）和2号变压器输出端滤波电容（C2）、3号变压器输出端滤波电阻（R3）和3号变压器输出端滤波电容（C3）、限流电阻（R4）、（R5）和（R6）、3.3V稳压二极管（Z1）、（Z2）和（Z3）、保护二极管（D4）组成，实现输入电压切换、变压、整流和滤波，并在3.3V稳压二极管（Z3）、（Z2）和（Z1）阴极输出电压信号；其中所述的单片机处理电路由终端监控单元单片机（8）、上I/O口（5）、中I/O口（6）、下I/O口（7）、单片机供电电源控制电路（3）、电平转换电路（4）、镍氢电池组（1）、充电控制电路（2）、终端监控单元CAN总线接口（9）、终端监控单元CAN总线接口（9）的端口（H1）和（L1）组成，其中镍氢电池组（1）由4节1.5V的镍氢充电电池串联而成，当镍氢电池组（1）电量不足时，充电控制电路（2）自动对其充电，充满时自动停止充电，单片机供电电源控制电路（3）实现左输入端系统供电和上输入端镍氢电池组（1）供电的切换控制，保证单片机供电电源控制电路（3）下输出端输出电压经电平转换电路（4）给终端监控单元单片机（8）提供3.3V的可靠供电，故障检测时，终端监控单元单片机（8）通过上I/O口（5）、中I/O口（6）、下I/O口（7）分别与3.3V稳压二极管（Z3）、（Z2）和（Z1）的阴极相连，实时检测故障信息，并将信息通过终端监控单元CAN总线接口（9）发送至始端监控单元CAN总线接口（15）；所述始端监控单元由低压供电装置启停控制回路（10）、供电电源电路和单片机控制电路组成，其中供电电源电路由两档位切换开关（S2）、4号变压器（T4）、单相整流电路（11）、电源滤波电路（12）和稳压电路（13）组成，通过控制两档位切换开关（S2），实现4号变压器（T4）1140V和660V两种输入电压等级切换，4号变压器（T4）输出经单相整流电路（11）、电源滤波电路（12）和稳压电路（13）给始端监控单元单片机(14)提供电源，其中单片机控制电路由上拉电阻（R7）、主接触器的第二路常开辅助触点（202）、始端监控单元单片机（14）、辅助继电器线圈（17）、始端监控单元CAN总线接口（15）、始端监控单元CAN总线接口（15）的端口（H2）和（L2）、显示驱动电路（18）和液晶显示屏（19）组成，当短路故障发生时，始端监控单元单片机(14)通过始端监控单元CAN总线接口(15)接收终端监控单元CAN总线接口(9)发送来的信息，根据信息来控制辅助继电器线圈(17)得电，驱动辅助继电器的常闭触点(101)断开，使与辅助继电器的常闭触点(101)串联在一起的主接触器线圈(301)断电，从而控制低压供电装置主接触器的主触点(200)和主接触器的第一路常开辅助触点(201)断开，快速切断故障电路供电电源，同时始端监控单元单片机(14)通过显示驱动电路(18)将信息显示在液晶显示屏(19)上；所述终端监控单元CAN总线接口(9)的端口(H1)和(L1)分别与始端监控单元CAN总线接口(15)的端口(H2)和(L2)通过通信线连接,即(H1)与(H2)相连，(L1)与(L2)相连。